- Karakteristike srednjeg vektora brzine v
- Znakovi prosječne brzine
- Prosječna brzina: skalarna količina
- Vježba riješena
- Reference
Prosječna brzina za pokretne čestice se definira kao omjer između razlike u poziciji da iskustva i vremenski interval koji se koristi u promjeni. Najjednostavnija je situacija u kojoj se čestica kreće ravnom linijom predstavljenom osi x.
Pretpostavimo da pokretni objekt zauzima položaje x 1 i x 2 u trenucima t 1 i t 2. Definicija prosječne brzine v m predstavljena je matematički ovako:
Jedinice v m u Međunarodnom sustavu su metara / sekunda (m / s). Ostale uobičajene jedinice koje se pojavljuju u tekstovima i mobilnim uređajima su: km / h, cm / s, milje / h, ft / s i više, sve dok su u obliku duljine / vremena.
Grčko slovo "Δ" čita se "delta" i upotrebljava se za kratko označavanje razlike između dvije količine.
Karakteristike srednjeg vektora brzine v
Prosječna brzina važna je karakteristika pokreta. Izvor: Pixabay
Prosječna brzina je vektor, budući da je povezana s promjenom položaja, koja je zauzvrat poznata kao vektor pomaka.
Ova je kvaliteta predstavljena podebljano ili strelicom iznad slova koja označava veličinu. Međutim, u jednoj dimenziji, jedini mogući smjer je smjer osi x i stoga se može izostaviti vektorska notacija.
Budući da vektori imaju veličinu, smjer i smisao, početni pogled jednadžbe ukazuje da će prosječna brzina imati isti smjer i smisao kao pomak.
Zamislimo da se čestica u primjeru kreće ravnom linijom. Da bismo opisali njegovo kretanje, potrebno je navesti referentnu točku, koja će biti "podrijetlo" i koja će biti označena kao O.
Čestica se može pomicati prema O ili prema njoj, bilo s lijeve ili desne strane. Također može potrajati kratko ili dugo vremena da se dođe do određenog položaja.
Navedene veličine: položaj, pomak, vremenski interval i prosječna brzina, opisuju ponašanje čestice dok se kreće. To su kinematičke količine.
Za razlikovanje položaja ili mjesta slijeva od O koristi se znak (-), a oni s desne strane O nose znak (+).
Prosječna brzina ima geometrijsku interpretaciju koja se može vidjeti na sljedećoj slici. To je nagib crte koja prolazi kroz točke P i Q. Pri rezanju položaja krivulje vs. vrijeme u dvije točke, to je sekantna linija.
Geometrijska interpretacija prosječne brzine kao nagib linije koja spaja točke P i Q. Izvor: す じ に く シ チ ュ ー.
Znakovi prosječne brzine
Za sljedeću analizu mora se uzeti u obzir da t 2 > t 1. Odnosno, sljedeći je trenutak uvijek veći od trenutnog. Na taj je način t 2 - t 1 uvijek pozitivan, što obično ima smisla na dnevnoj osnovi.
Tada će se znak srednje brzine odrediti znakom x 2 - x 1. Imajte na umu da je važno znati gdje je točka O-porijeklo, jer je to točka u odnosu na koju se kaže da čestica ide "udesno" ili "lijevo".
Ili "naprijed" ili "natrag", kao što čitatelj preferira.
Ako je srednja brzina pozitivna, to znači da se u prosjeku vrijednost "x" povećava s vremenom, mada to ne znači da se možda smanjila u nekom trenutku promatranog vremenskog razdoblja - Δt -.
Međutim, globalno gledano, na kraju vremena Δt završila je s većim položajem nego što je imala na početku. Detalji kretanja se zanemaruju u ovoj analizi.
Što ako je prosječna brzina negativna? To znači da čestica završava s manjom koordinatom od one s kojom je započela. Grubo se pomaknuo natrag. Pogledajmo nekoliko numeričkih primjera:
Primjer 1: S obzirom na naznačene početne i završne pozicije, navedite znak prosječne brzine. Gdje se čestica kretala globalno?
a) x 1 = 3 m; x 2 = 8 m
Odgovor: x 2 - x 1 = 8 m - 3 m = 5 m. Pozitivnom srednjom brzinom, čestica se pomaknula naprijed.
b) x 1 = 2 m; x 2 = -3 m
Odgovor: x 2 - x 1 = -3 m - 2 m = -5 m. Negativna srednja brzina, čestica se pomaknula unatrag.
c) x 1 = - 5 m; x 2 = -12 m
Odgovor: x 2 - x 1 = -12 m - (-5 m) = -7 m. Negativna srednja brzina, čestica se pomaknula unatrag.
d) x 1 = - 4 m; x 2 = 10 m
Odgovor: x 2 - x 1 = 10 m - (-4m) = 14 m. Pozitivnom srednjom brzinom, čestica se pomaknula naprijed.
Može li prosječna brzina biti 0? Da, sve dok su polazište i mjesto dolaska isti. Znači li to da je čestica cijelo vrijeme bila u mirovanju?
Ne, to samo znači da je putovanje bilo u suprotnom smjeru. Možda je putovao brzo ili možda vrlo sporo. Za sada nije poznato.
Prosječna brzina: skalarna količina
To nas vodi do definiranja novog izraza: prosječna brzina. U fizici je važno razlikovati između vektorskih količina i nevektorskih količina: skalare.
Za česticu koja je napravila povratni put, prosječna brzina je 0, ali može biti, ali i ne mora biti vrlo brza. Da biste to saznali, prosječna brzina je definirana kao:
Jedinice za prosječnu brzinu jednake su onima za prosječnu brzinu. Temeljna razlika između dviju količina je u tome što prosječna brzina uključuje zanimljive podatke o smjeru i smjeru čestice.
Umjesto toga, prosječna brzina daje samo brojčane podatke. Pomoću nje zna se koliko se čestica kretala brzo ili sporo, ali ne i je li se kretala naprijed ili natrag. Dakle, to je skalarna količina. Kako ih razlikovati kada ih označujemo? Jedan je način ostavljanjem podebljanih za vektore ili postavljanjem strelice na njih.
I važno je napomenuti da prosječna brzina ne mora biti jednaka prosječnoj brzini. Za kružno putovanje prosječna brzina je nula, ali prosječna brzina nije. Oboje imaju istu brojčanu vrijednost kada uvijek putujete u istom smjeru.
Vježba riješena
Vraćate se kući iz škole ležerno, uz 95 km / h, 130 km. Počinje kiša i usporava do 65 km / h. Napokon se vraća kući nakon vožnje za 3 sata i 20 minuta.
a) Koliko ste udaljeni od škole vaš dom?
b) Koja je bila srednja brzina?
odgovori:
a) Potrebni su neki preliminarni izračuni:
Putovanje je podijeljeno u dva dijela, ukupna udaljenost je:
d = d1 + d 2, s d1 = 130 km
t2 = 3,33 - 1,37 sati = 1,96 sati
Izračun d 2:
d 2 = 65 km / hx 1,96 h = 125,4 km.
Škola je d1 + d 2 = 255,4 km od kuće.
b) Sada se može pronaći srednja brzina:
Reference
- Giancoli, D. Fizika. Načela s aplikacijama. Šesto izdanje. Dvorana Prentice. 21-22.
- Resnick, R. (1999). Fizička. Svezak 1. Treće izdanje na španjolskom jeziku. Meksiko. Compañía Uredništvo Continental SA de CV 20-21.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Fizika za znanost i inženjerstvo. Svezak 1. 7 ma. Izdanje. Meksiko. Udruživanje urednika za učenje. 21-23.