Prędkość to podstawowe pojęcie w fizyce, które mierzy szybkość zmiany położenia obiektu w czasie. Kiedy prędkość obiektu jest mierzona w określonym kierunku, nazywa się to prędkością. Również zmiana przemieszczenia w czasie nazywana jest prędkością. Zarówno prędkość, jak i prędkość są do siebie dość podobne. Ale wykazuje ważną różnicę w tym, że prędkość jest wielkością wektorową, która ma zarówno wielkość, jak i kierunek. A prędkość jest wielkością skalarną, która ma tylko wielkość. Zatem prędkość jest miarą czasu potrzebnego ciału na dotarcie do celu wraz z kierunkiem.

Spis treści

utworzona instancja Java

• Definicja prędkości
• Rodzaje prędkości
• Prędkość początkowa i końcowa
• Jak znaleźć prędkość końcową?
• Stała prędkość
• Formuła prędkości
• Różnica między prędkością a prędkością
• Prędkość kątowa
• Prędkość ucieczki
• Rozwiązane przykłady dotyczące prędkości

Na przykład, gdy dwa obiekty poruszają się w tym samym kierunku, łatwiej jest rozpoznać, który jest szybszy. Jeśli jednak kierunek ruchu dwóch obiektów jest przeciwny, trudno jest zidentyfikować najszybszy. W takich sytuacjach pojęcie prędkości jest niezbędne.

Definicja prędkości

Prędkość definiuje się jako szybkość zmiany położenia obiektu względem układu odniesienia i czasu

Prędkość jest wektorową miarą prędkości i kierunku ruchu. Mówiąc najprościej, prędkość to tempo, w jakim coś porusza się w określonym kierunku. Prędkość samochodu jadącego na północ główną autostradą i prędkość rakiety wylatującej w przestrzeń kosmiczną można zmierzyć za pomocą prędkości. Jak można się spodziewać, wielkość skalarna (wartość całkowita) prędkości wektora reprezentuje prędkość ruchu. W obliczeniach prędkość jest pierwszym wyjściem z miejsca pod względem czasu. Prędkość można obliczyć za pomocą prostego wzoru, wykorzystując pomiar, odległość i czas.

Jednostka prędkości

• Jednostką prędkości w układzie SI jest SM (metry na sekundę).
• Jednocześnie prędkość można wyrazić w dowolnej jednostce odległości. Inne jednostki obejmują mile na godzinę (mph), kilometry na godzinę (kph) i kilometry na sekundę (km/s).

Rodzaje prędkości

Dla dowolnego obiektu mogą istnieć różne typy prędkości, niektóre z nich są następujące:

• Jednolita prędkość
• Niejednorodna prędkość
• Chwilowa prędkość
• Średnia prędkość

Rozumiemy te prędkości w następujący sposób:

Jednolita prędkość

Jeżeli dowolny obiekt porusza się z jednakowymi przemieszczeniami w jednakowych czasach, wówczas jego prędkość nazywa się prędkością jednostajną. Pociąg jadący ze stałą prędkością 80 kilometrów na godzinę (km/h) przez 2 godziny przejedzie odległość 160 kilometrów (km), wówczas prędkość pociągu jadącego ze stałą prędkością 80 kilometrów na godzinę jest przykładem prędkości jednostajnej.

Niejednorodna prędkość

Kiedy dowolny obiekt przemieszcza się z nierównymi przemieszczeniami w równych odstępach czasu, wówczas jego prędkość nazywa się prędkością nierównomierną. Na przykład, jeśli samochód jedzie z prędkością 30 km/h po zatłoczonej ulicy, następnie przyspiesza do 80 km/h na autostradzie, a następnie zwalnia do 50 km/h na obszarze podmiejskim, wówczas mówi się, że samochód nie ma -jednolita prędkość.

Chwilowa prędkość

Prędkość dowolnego obiektu w pewnym momencie lub w bardzo krótkim czasie nazywa się prędkością chwilową. Rozważmy samochód jadący po autostradzie ze stałą prędkością 100 km/h, a kierowca patrzący na prędkościomierz, aby zobaczyć jego prędkość, jest przykładem prędkości chwilowej w tym momencie.

Średnia prędkość

W przypadku poruszającego się obiektu z pewną prędkością całkowitą odległość przebytą w jednostce czasu nazywa się średnią prędkością tego obiektu. tj.,

Średnia prędkość = całkowite przemieszczenie / całkowity czas

Rozważmy, że osoba przechodzi dystans 4 km w ciągu 1 godziny, a następnie kolejne 2 km w 30 minut. Średnia prędkość na całej trasie wynosi 8 kilometrów na godzinę (km/h).

Prędkość początkowa i końcowa

Prędkość początkowa jest prędkością, w której obiekt rozpoczął ruch. Krótko mówiąc, prędkość w przedziale czasu t = 0 s nazywana jest prędkością początkową. Jest reprezentowany przez symbol u. Jednostka SI jest podobna do jednostki prędkości, tj. m/s.

Prędkość końcowa jest prędkością osiągniętą przez obiekt po osiągnięciu maksymalnego przyspieszenia. Krótko mówiąc, prędkość uzyskana przez obiekt w określonym przedziale czasu nazywana jest prędkością końcową. Jest to reprezentowane przez symbol v. Jednostki SI prędkości początkowej i końcowej są takie same, tj. m/s.

Jak znaleźć prędkość końcową?

Wykonaj poniższe kroki, aby znaleźć prędkość końcową obiektu.

Krok 1: Prędkość początkową obiektu można obliczyć, dzieląc całkowitą przebytą odległość przez czas, w jakim obiekt przebył tę odległość. We wzorze V = d/t, V to prędkość, d to odległość, a t to czas.

Krok 2: Dzieląc masę obiektu przez jego siłę, a następnie mnożąc wynik przez czas przyspieszenia, można wyznaczyć jego przyspieszenie.

Krok 3: Aby uzyskać prędkość końcową, dodaj wartości z kroków 1 i 2.

Stała prędkość

Stałą prędkość obiektu uzyskuje się, gdy ma on stałą prędkość w stałym kierunku. Tutaj stały kierunek ogranicza ruch obiektu po liniowej lub prostej ścieżce. Dlatego stałą prędkość nazywa się wówczas ruchem obiektu po linii prostej ze stałą prędkością.

Jedną z najprostszych form ruchu jest ruch obiektu ze stałą prędkością. Taki ciągły ruch można zaobserwować za każdym razem, gdy obiekt przesuwa się po poziomej powierzchni.

Jednakże rower poruszający się po okręgu ze stałą prędkością 50 km/h ma stałą prędkość, ale nie ma stałej prędkości, ponieważ jego kierunek zmienia się po okręgu.

Formuła prędkości

Istnieją różne wzory na obliczenie prędkości obiektu przy użyciu różnych parametrów w różnych warunkach. Oto niektóre z głównych wzorów używanych do obliczania różnych prędkości:

Kiedy inicjał (x_I) i końcową pozycję (x_F) obiektu wraz z odstępem czasu, wówczas prędkość można obliczyć ze wzoru:

Teraz, zgodnie z równaniami ruchu, można oszacować prędkość,

• Gdy podana jest prędkość początkowa, przyspieszenie i czas, prędkość końcową wyraża się wzorem:

Gdzie

• W jest prędkością końcową,
• W jest prędkością początkową,
• A jest przyspieszeniem i
• T to czas, jaki zajmuje obiekt.

Różnica między prędkością a prędkością

Szybkość i prędkość to terminy często używane w podobny sposób, więc dla większości z nas są one nieco mylące. Ale w praktyce istnieje znacząca różnica między obydwoma terminami.

Terminu prędkość używa się do wyrażenia szybkości poruszania się ciała. Jednakże prędkość nie tylko wyraża jej prędkość, ale także informuje nas o kierunku, w którym porusza się ciało.

Stąd, prędkość definiuje się po prostu jako szybkość zmiany odległości przebytej przez obiekt w danym przedziale czasu. Natomiast prędkość definiuje się jako szybkość przemieszczania się obiektu w danym przedziale czasu. Oznacza to, że prędkość jest funkcją odległości, a prędkość jest funkcją przemieszczenia. A co najważniejsze, mówi się, że prędkość ma tylko wielkość, więc jest to wielkość skalarna, podczas gdy prędkość ma zarówno wielkość, jak i kierunek, jest to wielkość wektorowa. Co więcej, obie wielkości mają te same jednostki i wzory wymiarów.

Różnicę między prędkością a prędkością w formie tabelarycznej podano w następujący sposób:

Prędkość kątowa

Gdy dane jest przemieszczenie kątowe i czas, jaki zajmuje obiekt w ruchu po okręgu, wówczas prędkość kątową wyraża się wzorem:

Gdzie,

który stworzył szkołę

• Oh jest prędkością kątową
• I to Angular Displacemen
• T to czas, w jakim obiekt porusza się po okręgu.

Prędkość ucieczki

Gdy podana jest masa obiektu, który uciekł przed przyciąganiem grawitacyjnym Ziemi (ze stałą grawitacji G), prędkość ucieczki obiektu wyraża się wzorem:

Gdzie,

• W _{To jest} jest prędkością ucieczki,
• G jest uniwersalną stałą grawitacyjną (= 6,674 × 10^-jedenaścieNm²/kg²),
• M jest masą obiektu, który uciekł, i
• R jest odległością od środka masy.

Podsumowanie wzorów na prędkość

Wszystkie różne wzory do obliczania różnych prędkości są następujące:

• v = s / t
• v = (x _F - X _I )/ t = Δx / t
• v = u + o
• ω = θ / t
• W _{To jest} = √2Gm/r

Sprawdź także

• Odległość i przemieszczenie
• Przyśpieszenie
• Szybkość i prędkość

Rozwiązane przykłady prędkości

Przykład 1: W ciągu godziny samochód może przejechać 550 km. Oblicz jego prędkość.

Rozwiązanie:

Dany,

• Przemieszczenie, s = 550 km = 550 × 10³M
• Czas potrzebny, t = 1 h = 3600 s

Od,

Prędkość = przemieszczenie / czas

v = 550 × 10³/3600

= 152,77 m/s

Zatem prędkość samochodu wynosi 152,77 m/s.

Przykład 2: Samochód rusza i pokonuje przemieszczenie 40 m w ciągu 10 sekund. Oblicz jego prędkość.

Rozwiązanie:

Dany,

• Pozycja wyjściowa, x_I= 0 m
• Pozycja końcowa, x_F= 40 m
• Czas potrzebny, t = 10 s.

Od,

v = x_F- X_I/ T

Dlatego,

v = (40 m – 0 m) / 10 s

= 4 m/s

Zatem prędkość samochodu wynosi 4 m/s.

Java łączy się z mysql

Przykład 3: Gracz uderza piłkę, która początkowo była w spoczynku i osiągnęła przyspieszenie 20 ms ^-2 w czasie 5 s. Wyznacz prędkość końcową piłki po t = 5 s.

Rozwiązanie:

Dany,

• Przyspieszenie, a = 20 ms^-2
• Prędkość początkowa, u = 0 m/s
• Czas potrzebny, t = 5 s.

Od,

v = u + o

Dlatego,

v = 0 m/s + 20 ms^-2× 5 s

= 100 m/s

Zatem końcowa prędkość piłki po t = 5 s wynosi 100 m/s.

edukacja Marka Zuckerberga

Przykład 4: Wyznacz prędkość kątową piłki przemieszczanej ruchem po okręgu o kąt 30 radianów w ciągu 5 sekund.

Rozwiązanie:

Dany,

• Przemieszczenie kątowe, θ = 30 rad
• Czas potrzebny, t = 5 s

Ponieważ prędkość kątową wyraża się wzorem:

ω = θ / t

Dlatego,

ω = 30 rad / 5 s

= 6 rad/s

Zatem prędkość kątowa piłki wynosi 6 rad/s.

Przykład 5: Osoba pokonuje dystans z prędkością końcową 20 m/s i przyspieszeniem 2 m/s ² w czasie 4 s. Oblicz jego prędkość początkową.

Rozwiązanie:

Dany,

• Przyspieszenie, a = 2 ms^-2
• Prędkość początkowa, v = 20 m/s
• Czas potrzebny, t = 4 s.

Ponieważ prędkość początkowa wynosi:

u = v – o

Dlatego,

u = 20 m/s – 2 ms^-2× 4 s

= 12 m/s

Zatem prędkość początkowa człowieka wynosi 12 m/s.

Przykład 6: Jaka będzie prędkość ucieczki obiektu z powierzchni ziemi?

Rozwiązanie:

• Masa ziemi, m = 6 × 10²⁴kg,
• Odległość obiektu od środka masy jest równa promieniowi ziemi, r = 6400 km = 6,4 × 10⁶m, i
• Wartość stałej grawitacji, G = 6,67 × 10⁻¹¹Nm²/kg².

Ponieważ prędkość ucieczki jest zdefiniowana jako:

W_{To jest}= √2Gm/r

Dlatego,

W_{To jest}= √2 × 6,67 × 10⁻¹¹×6 ×10²⁴kg / 6,4 × 10⁶M

= 11200 m/s

= 11,2 km/s

Zatem prędkość ucieczki obiektu z powierzchni ziemi wynosi 11,2 km/s.

Prędkość – często zadawane pytania

Zdefiniuj prędkość.

Gdy prędkość obiektu jest mierzona w określonym kierunku, nazywa się to prędkością. Przykładem prędkości jest na przykład samochód jadący w kierunku północnym z prędkością 40 km/h.

Jak mierzy się prędkość?

Prędkość mierzy się w jednostkach odległości na czas, zazwyczaj w metrach na sekundę (m/s) lub kilometrach na godzinę (km/h). Wymagana jest zarówno prędkość obiektu, jak i kierunek jego ruchu.

Co to jest prędkość chwilowa?

Prędkość chwilową definiuje się jako prędkość obiektu w określonej chwili czasu. Jest mierzona w m/s.

Jaka jest jednostka prędkości?

Jednostką prędkości w układzie SI jest m/s (metry na sekundę). Jest również mierzony w milach na godzinę (mph), kilometrach na godzinę (kph) i kilometrach na sekundę (km/s).

Czy prędkość może wynosić zero?

Tak, prędkość może wynosić zero. Jeśli chodzi o obiekt w stanie spoczynku, prędkość zawsze wynosi 0.

Jakie są rodzaje prędkości?

Istnieją głównie dwa rodzaje prędkości: prędkość średnia i prędkość chwilowa. Prędkość średnia to całkowite przemieszczenie podzielone przez całkowity czas trwania ruchu, natomiast prędkość chwilowa to prędkość obiektu w określonym momencie.

Czy prędkość może być ujemna?

Tak, prędkość może być ujemna.

Jakie czynniki wpływają na prędkość?

Czynniki, które mogą mieć wpływ na prędkość, obejmują siły zewnętrzne, takie jak grawitacja, tarcie i opór powietrza, a także masę obiektu, jeśli siły nie są zrównoważone. Zmiany któregokolwiek z tych czynników mogą powodować przyspieszenie, a tym samym zmianę prędkości.

Jak prędkość może być ujemna?

Prędkość dowolnego obiektu w przeciwnym kierunku jest zawsze rozpatrywana ze znakiem ujemnym.

Gdy prędkość jest stała, przyspieszenie wynosi ____.

Przyspieszenie ruchu ze stałą prędkością wynosi 0 m/s²ponieważ nie ma zmiany prędkości.

Czym prędkość różni się od prędkości?

Chociaż zarówno prędkość, jak i prędkość mierzą prędkość czegoś, prędkość obejmuje również kierunek ruchu. To sprawia, że ​​jest to wielkość wektorowa, podczas gdy prędkość jest wielkością skalarną, reprezentującą jedynie wielkość ruchu.

Czy prędkość jest wielkością wektorową?

Tak, prędkość jest wielkością wektorową.

jak zaktualizować Javę

Dlaczego prędkość jest wielkością wektorową?

Aby zdefiniować prędkość dowolnego obiektu, potrzebujemy zarówno wielkości, jak i kierunku, dlatego prędkość jest wielkością wektorową.

Co to jest wzór na średnią prędkość?

Wzór na średnią prędkość podano jako

Średnia prędkość = całkowite przemieszczenie / całkowity czas

Jaka jest różnica między prędkością a prędkością?

Prędkość mierzona w określonym kierunku nazywa się prędkością, tzn. jeśli samochód porusza się z prędkością 30 km/h, jest to prędkość samochodu, natomiast jeśli samochód porusza się z prędkością 30 km/h w kierunku północnym, jest to prędkość samochodu.