Μέσες ταχύτητες

Εισαγωγή

Ανάλογα με το πρόσημο της μετατόπισης, η μέση ταχύτητα μπορεί να είναι είτε θετική είτε αρνητική.

Η μετρική μονάδα για τη μέση ταχύτητα είναι μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m/s ή ms-1) στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων.

Προσδιορισμός της μέσης ταχύτητας

Κατά τον υπολογισμό της μέσης ταχύτητας, πρέπει να διαιρέσουμε τη συνολική μετατόπιση με τον συνολικό χρόνο που έχει περάσει από το σημείο εκκίνησης.

v=∆x/∆t

Για παράδειγμα, όπου το V υποδηλώνει τη μέση ταχύτητα, το x τη μετατόπιση, το T το χρόνο γενικά, το xf και το x0 την αρχική και την τελική θέση, το tf τους χρόνους έναρξης και λήξης, κ.λπ.

Υποθέτοντας ότι ο χρόνος έναρξης είναι μηδέν, η εξίσωση γίνεται v=x/t.

Παράδειγμα μέσης ταχύτητας

Κατά τη διάρκεια ενός χρονικού διαστήματος 4 δευτερολέπτων, η θέση του δρομέα μετατοπίζεται από x1 =60 μέτρα σε x2 =40 μέτρα (x1 =60 μέτρα).

Ποια είναι η μέση ταχύτητα του δρομέα στην πίστα;

t =4 δευτερόλεπτα

μέσος όρος =x/t =-20 m/ 4 s =-5 m/s μέσος όρος =x/t

Διαφορά μεταξύ της μέσης ταχύτητας και της μέσης ταχύτητας.

Η μετατόπιση του αντικειμένου είναι το μόνο πράγμα που συμβάλλει στη μέση ταχύτητα.

Το μέγεθος της μετατόπισης, από την άλλη πλευρά, μπορεί να είναι διαφορετικό από το πραγματικό μήκος της διαδρομής. Αυτός είναι ο λόγος που χρησιμοποιούμε τη μέση ταχύτητα για να περιγράψουμε τον ρυθμό κίνησης σε μια δεδομένη διαδρομή.

Η μέση ταχύτητα μιας κίνησης ορίζεται ως το άθροισμα του συνολικού μήκους διαδρομής που διανύθηκε διαιρούμενο με το συνολικό χρονικό διάστημα της κίνησης. Η μέση ταχύτητα, σε αντίθεση με τη μέση ταχύτητα, είναι ένα βαθμωτό μέγεθος. Επειδή η μέση ταχύτητα δεν παρέχει πληροφορίες για την κατεύθυνση της κίνησης, είναι πάντα θετική.

Πότε φτάνει η μέση ταχύτητα στο μηδέν της;

Για παράδειγμα, εάν ένα τηλεκατευθυνόμενο αυτοκίνητο τρέχει από το Σημείο Α στο Σημείο Β και μετά πίσω στο Σημείο Α, δεν υπάρχει συνολική μετατόπιση του αυτοκινήτου. Ωστόσο, η ταχύτητα του αυτοκινήτου δεν μπορεί να μετρηθεί σε αυτήν την περίπτωση. Μόνο η ταχύτητα του αυτοκινήτου μπορεί να μετρηθεί σε αυτήν την περίπτωση. Όταν το ίδιο αυτοκίνητο ταξιδεύει από το σημείο Α στο σημείο Β και παραμένει σε αυτή τη θέση, υπάρχει μια συγκεκριμένη μετατόπιση προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Είναι δυνατό να μετρηθεί σε τέτοιες καταστάσεις. Με τους απλούς όρους, η μέση ταχύτητα είναι απλώς η μέση ταχύτητα με μια κατεύθυνση που σχετίζεται με αυτήν. Κάθε φορά που ένα ταξίδι ξεκινά και τελειώνει στην ίδια τοποθεσία, η συνολική μετατόπιση είναι μηδέν και η μέση ταχύτητα είναι επίσης μηδέν.

Για να κατανοήσουμε τη μέση ταχύτητα και τη μέση ταχύτητα, πρέπει πρώτα να κατανοήσουμε τις έννοιες μερικών όρων και τους ορισμούς τους.

Διανυθείσα απόσταση - Όπως υποδηλώνει το όνομα, η διανυθείσα απόσταση αναφέρεται στη συνολική απόσταση που έχει διανύσει ένα αντικείμενο σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.

Χρόνος που απαιτείται – Ο χρόνος που απαιτείται από το αντικείμενο για να διανύσει την καθορισμένη απόσταση.

Μετατόπιση – Η μικρότερη απόσταση μεταξύ του αρχικού σημείου όπου βρισκόταν το αντικείμενο και του τελικού σημείου όπου κατέληξε το αντικείμενο είναι γνωστή ως μετατόπιση.

Ταχύτητα - Η απόσταση που διανύει ένα αντικείμενο σε μια μονάδα χρόνου αναφέρεται ως η ταχύτητά του. Η ταχύτητα μετριέται ως βαθμωτό μέγεθος. Αυτό δείχνει ότι δεν έχει συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Στο πλαίσιο της κίνησης, η ταχύτητα αναφέρεται στο πόσο γρήγορα κινείται ένα αντικείμενο, ή πιο συγκεκριμένα, στον ρυθμό με τον οποίο καλύπτεται μια απόσταση.

Ταχύτητα - Η συνολική μετατόπιση ενός αντικειμένου σε μια καθορισμένη κατεύθυνση μετρούμενη σε μία μονάδα χρόνου είναι γνωστή ως ταχύτητα.

Η ποσότητα της ταχύτητας είναι διανυσματική ποσότητα.

Αυτό δείχνει ότι κινείται προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση. Ο όρος "ταχύτητα" αναφέρεται στον ρυθμό με τον οποίο ένα αντικείμενο κινείται με την πάροδο του χρόνου.

Εξετάστε την περίπτωση ενός ατόμου που περπατά μια σημαντική απόσταση πριν επιστρέψει στην αρχική του θέση.

Επειδή η ταχύτητα ορίζεται ως ο ρυθμός μετατόπισης, αυτή η κίνηση έχει ως αποτέλεσμα μηδενικό ρυθμό μετατόπισης.

Κάθε άτομο που επιθυμεί να μεγιστοποιήσει την ταχύτητά του πρέπει επίσης να μεγιστοποιήσει την απόσταση που έχει διανύσει από το σημείο εκκίνησης του/της.

Λόγω του γεγονότος ότι η ταχύτητα είναι διανυσματική ποσότητα, πρέπει να παρακολουθούμε την κατεύθυνση όταν την αξιολογούμε.

Διαφορά μεταξύ της μέσης ταχύτητας και της μέσης ταχύτητας

Μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ ταχύτητας και ταχύτητας είναι ότι η ταχύτητα δεν λαμβάνει υπόψη την κατεύθυνση του ταξιδιού επειδή είναι ένα βαθμωτό μέγεθος και η ταχύτητα καθορίζεται από την απόσταση που διανύθηκε, ενώ η ταχύτητα είναι ένα διανυσματικό μέγεθος που λαμβάνει υπόψη την κατεύθυνση του ταξιδεύει και καθορίζεται από τη μετατόπιση.

Η αναλογία της συνολικής απόστασης που διανύει ένα αντικείμενο προς τον συνολικό χρόνο που διανύθηκε είναι γνωστή ως μέση ταχύτητα.

Η μέση ταχύτητα, από την άλλη πλευρά, ορίζεται ως η αλλαγή στη θέση ή τη μετατόπιση (x) διαιρεμένη με τον αριθμό των χρονικών διαστημάτων (t) κατά τη διάρκεια των οποίων συμβαίνει η μετατόπιση.

Είναι δυνατόν να οριστεί η μέση ταχύτητα ενός αντικειμένου ως η μετατόπιση σε σχέση με την αρχική θέση διαιρούμενη με το χρονικό διάστημα. Με άλλα λόγια, είναι ο ρυθμός με τον οποίο αλλάζουν οι μετατοπίσεις ενός αντικειμένου με το πέρασμα του χρόνου.

Συμπέρασμα

Η μέση ταχύτητα ενός αντικειμένου μπορεί να οριστεί ως η μετατόπιση σε σχέση με την αρχική θέση διαιρούμενη με το χρόνο. Με άλλα λόγια, είναι ο ρυθμός με τον οποίο ένα αντικείμενο κάνει μετατοπίσεις με το χρόνο.