Άρθρα

Μέση ταχύτητα


Όταν κοιτάζετε τα αυτοκίνητα που διέρχονται από τον ίδιο δρόμο, μπορείτε να δείτε ότι δεν ταξιδεύουν στην ίδια διαδρομή στο ίδιο χρονικό πλαίσιο.

Η έννοια της ταχύτητας, που προηγείται της εφεύρεσης του αυτοκινήτου, προέκυψε από την ανάγκη να εκφραστεί πόσο γρήγορα ένα κομμάτι επίπλων περιγράφει μια τροχιά.

Εξετάστε, για παράδειγμα, το αυτοκίνητο στην παρακάτω εικόνα. Όταν βρίσκεται στο ορόσημο 30 χλμ. Ενός δρόμου, έχει οριστεί χρονοδιακόπτης και εκείνη τη στιγμή μηδενικός χρόνος. Όταν ο χρονομετρητής υποδεικνύει ότι έχουν περάσει 2 ώρες, το αυτοκίνητο βρίσκεται στο ορόσημο 190 χλμ.

Από την αρχική κατάσταση έως την τελική κατάσταση, το κινητό κάλυψε 160 χλμ. Σε 2 ώρες. Διαιρώντας 160 χλμ. Κατά 2 ώρες φθάνουμε σε:

Στη συνέχεια, λέμε ότι η μέση ταχύτητα του κινητού κατά το χρόνο αυτό ήταν 80 km / h (ανάγνωση "ογδόντα χιλιομέτρων την ώρα")

Ας κάνουμε έναν γενικότερο ορισμό της ταχύτητας από το παρακάτω σχήμα.

Όταν το έπιπλο κατέχει τη θέση Si (το γράμμα s δηλώνει το διάστημα και το ευρετήριο i δείχνει την αρχική), το ρολόι σηματοδοτεί την ώρα εσείς. Μετά από ένα ορισμένο χρονικό διάστημα, το αυτοκίνητο φτάνει στη θέση του Sf και το σημάδι ρολογιού tf (δείκτης στ υποδηλώνει τελικό).

Η αφαίρεση Sf-Si αντιστοιχεί στον εκτοπισμό που πραγματοποιήθηκε (δηλαδή ταξίδεψε), ο οποίος θα εκπροσωπείται από . Το σύμβολο (Ελληνικό δελτίο κεφαλαίων) χρησιμοποιείται στη μηχανική για να υποδεικνύει παραλλαγές. Η αφαίρεση tf - εσείς, εκπροσωπούμενη από την , αντιστοιχεί στο χρονικό διάστημα κατά το οποίο το κινητό πήγε από τον εαυτό του στο sf.

Για ένα κομμάτι που περιγράφει μια ευθεία (ευθεία) τροχιά, η μέση ταχύτητα, v, ορίζεται ως:

Με λέξεις: Η μέση ταχύτητα ενός επίπλου για μια ορισμένη χρονική περίοδο είναι ίση με την απόσταση που διανύει το κομμάτι επίπλων διαιρούμενο με το χρονικό διάστημα.

Στην εξίσωση: ή

Η μονάδα που χρησιμοποιείται για την έκφραση της ταχύτητας εξαρτάται από τις μονάδες που χρησιμοποιούνται για χώρο και χρόνο.

Αν είναι σε χιλιόμετρα (Km) και σε ώρες (h), η ταχύτητα θα εκφράζεται σε χιλιόμετρα ανά ώρα (km / h).

Αν είναι σε μέτρα (m) και σε δευτερόλεπτα η ταχύτητα θα εκφράζεται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m / s). Και ούτω καθεξής.

Στιγμιαία ταχύτητα

Ονομάζουμε στιγμιαία ταχύτητα την ταχύτητα με την οποία ένα κομμάτι επίπλου ταξιδεύει σε κάθε διαδρομή. Το ταχύμετρο των οχημάτων της Βραζιλίας εκφράζει την στιγμιαία ταχύτητα σε km / h.

Όταν ο οδηγός συμβουλεύει το ταχύμετρο του αυτοκινήτου του, θα οδηγούσε σε μια ώρα, αν διατηρούσε την ίδια ταχύτητα όλη την ώρα. Ωστόσο, ένα αυτοκίνητο σπάνια διατηρεί μια αυστηρά σταθερή ταχύτητα για μια ώρα, ή ακόμα πιο σύντομα διαστήματα.

Σε ένα χρονικό διάστημα όπου ο οδηγός διατηρεί ταχύτητα 80 km / h, το αυτοκίνητο θα ταξιδέψει σε μεγαλύτερη απόσταση από ένα άλλο διάστημα της ίδιας διάρκειας, στο οποίο διατηρεί 60 km / h. Η ταχύτητα ενός επίπλου μπορεί ή όχι να παραμείνει σταθερή σε μια δεδομένη διαδρομή. Αυτό είναι το κριτήριο που μας επιτρέπει να ταξινομήσουμε τις κινήσεις, όπως θα δούμε παρακάτω.

Ας ταξινομήσουμε τις κινήσεις;

Γνωρίζουμε ήδη ότι υπάρχουν διάφοροι τύποι κινήσεων. Σκεφτείτε, για παράδειγμα, σε ένα καροτσάκι με ρόλερ, επιταχύνει, διατηρεί την ταχύτητά του, χάνει ταχύτητα, περπατά ευθεία, γυρίζει. Σχεδόν κάθε κίνηση γύρω μας είναι έτσι: αρκετά διαφορετικό!

Γνωρίζουμε επίσης ότι για να μελετήσουμε οτιδήποτε πρέπει να δημιουργήσουμε έναν τρόπο ταξινόμησης. Θυμηθείτε, για παράδειγμα, την ταξινόμηση των ζωντανών πραγμάτων. Υπάρχουν πολλά κριτήρια για αυτή την ταξινόμηση.

Ένα άλλο παράδειγμα θα είναι τα βιβλία σε μια βιβλιοθήκη. Αναρωτηθήκατε ποτέ αν δεν έχουν καθοριστεί προηγούμενα κριτήρια για την οργάνωση βιβλίων; Θα ήταν σχεδόν αδύνατο να βρεθεί αντίγραφο. Το όραμά μας γίνεται ευρύτερο και πιο οργανωμένο όταν έχουμε κριτήρια κατάταξης. Για την ταξινόμηση των κινήσεων, τα κριτήρια που χρησιμοποιούνται είναι το σχήμα της τροχιάς και τι συμβαίνει με την ταχύτητα.

Ταξινόμηση της κίνησης με τροχιά

Εάν η διαδρομή είναι ευθεία, η κίνηση θα είναι ευθύγραμμα, αν είναι καμπύλη, η κίνηση θα είναι καμπυλόγραμμη. Ακολουθούν ορισμένα παραδείγματα κινήσεων καμπύλη:

  • Κυκλική: η τροχιά είναι μια περιφέρεια.
  • Παραβολικό: η τροχιά είναι μια παραβολή.
  • Ελλειπτικό εκπαιδευτή: η τροχιά είναι ελλειπτική.

Ταξινόμηση κίνησης για διακύμανση ταχύτητας

Εάν η ταχύτητα ποικίλει, λέμε ότι η κίνηση είναι ποικίλη. Αντίθετα, αν παραμείνει σταθερή, λέμε ότι το κίνημα είναι ενιαία.

Εάν η ταχύτητα αυξάνεται, καλούμε την κίνηση επιτάχυνση. Εάν μειωθεί, θα ονομάζεται φρενάρισμα ή καθυστερημένη.

Υπάρχουν μερικές ποικίλες κινήσεις, όπου η ταχύτητα αλλάζει με την πάροδο του χρόνου, αλλά με έναν απόλυτα προβλέψιμο τρόπο. Για παράδειγμα, όταν ένα σώμα πέφτει ή πέφτει κοντά στην επιφάνεια της γης, το δικό του η ταχύτητα είναι περίπου 9,8 m / s κάθε δευτερόλεπτο. Όπως έχουμε ήδη δει, το μέγεθος που μετρά την μεταβολή της ταχύτητας με την πάροδο του χρόνου είναι επιτάχυνση. Επομένως, για αυτές τις κινήσεις, η μέση επιτάχυνση είναι:

Αυτή η τιμή επιτάχυνσης είναι η ίδια για όλα τα ελεύθερα πτώση σώματα στην επιφάνεια της Γης στην ίδια θέση. Ονομάζεται επιτάχυνση της βαρύτητας και συμβολίζεται από το γράμμα g. Για σώματα κοντά στην επιφάνεια της γης, θα θεωρήσουμε ότι η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι ίση με 10 m / s2. Με τον τρόπο αυτό η επιτάχυνση θα είναι σταθερή και η ταχύτητα του σώματος θα ποικίλει ομοιόμορφα.

Όταν ένα σώμα πέφτει κάτω από αυτές τις συνθήκες, η κίνησή του επιταχύνεται ομοιόμορφα ευθύγραμμα. Και όταν ανεβαίνει, η κίνηση του είναι ομαλά καθυστερημένη ευθύγραμμη.

Σημειώστε ότι στο διεθνές σύστημα η μονάδα επιτάχυνσης είναι η μονάδα m / s2.