Ce este viteza în fizică?

Viteza este definită ca vector măsurarea vitezei și direcției de mișcare. Simplu, viteza este viteza cu care se mișcă ceva într-o singură direcție. Viteza unei mașini care circulă spre nord pe o autostradă majoră și viteza de lansare a unei rachete în spațiu pot fi măsurate cu ajutorul vitezei.

După cum ați putut ghici, mărimea scalară (valoarea absolută) a vectorului de viteză este viteză de mișcare. În calcul termeni, viteza este prima derivată a poziției în raport cu timpul. Puteți calcula viteza folosind o formulă simplă care include rata, distanța și timpul.

Cel mai obișnuit mod de a calcula viteză constantă a unui obiect care se mișcă în linie dreaptă este cu această formulă:

r = d / T

• r este viteza sau viteza (uneori notată ca v pentru viteză)
• d este distanța deplasată
• T este timpul necesar pentru a finaliza mișcarea

Unitățile SI (internaționale) pentru viteză sunt m / s (metri pe secundă), dar viteza poate fi exprimată și în orice unități de distanță pe timp. Alte unități includ mile pe oră (mph), kilometri pe oră (km / h) și kilometri pe secundă (km / s).

Viteza, viteza și accelerare toate sunt legate între ele, deși reprezintă măsurători diferite. Aveți grijă să nu confundați aceste valori între ele.

• Viteză, conform definiției sale tehnice, este o cantitate scalară care indică rata distanței de mișcare pe timp. Unitățile sale sunt de lungime și timp. Altfel spus, viteza este o măsură a distanței parcurse într-o anumită perioadă de timp. Viteza este adesea descrisă pur și simplu ca distanța parcursă pe unitatea de timp. Este cât de rapid se mișcă un obiect.
• Viteză este o cantitate vectorială care indică deplasarea, timpul și direcția. Spre deosebire de viteză, măsurarea vitezei deplasare, o cantitate vectorială care indică diferența dintre pozițiile finale și inițiale ale unui obiect. Viteza măsoară distanța, o cantitate scalară care măsoară lungimea totală a traseului unui obiect.
• Accelerare este definit ca o cantitate vectorială care indică viteza de schimbare a vitezei. Are dimensiuni de lungime și timp în timp. Accelerația este adesea denumită „accelerare”, dar măsoară cu adevărat schimbările de viteză. Accelerarea poate fi experimentată în fiecare zi într-un vehicul. Pășești acceleratorul și mașina accelerează, crescând viteza acestuia.

Velocitatea măsoară mișcarea începând într-un loc și îndreptându-se către alt loc. Aplicațiile practice ale vitezei sunt interminabile, dar unul dintre cele mai comune motive pentru a măsura viteza este de a determina cât de repede ajungeți (sau orice este în mișcare) la o destinație dintr-o anumită locație.

Viteza permite crearea orelor de călătorie, un tip comun de probleme de fizică atribuite studenților. De exemplu, dacă un tren pleacă din stația Penn din New York la 2 p.m. și știți viteza cu care se deplasează trenul spre nord, puteți prezice când va ajunge la Gara de Sud din Boston.

Pentru a înțelege viteza, aruncați o privire la o problemă de probă: un student la fizică aruncă un ou de pe o clădire extrem de înaltă. Care este viteza oului după 2,60 secunde?

Cea mai grea parte despre rezolvarea vitezei într-o problemă de fizică, cum ar fi aceasta este selectarea ecuației corecte și conectarea variabilelor potrivite. În acest caz, două ecuații ar trebui utilizate pentru a rezolva problema: una pentru a găsi înălțimea clădirii sau distanța pe care călătorește oul și alta pentru a găsi viteza finală.

Începeți cu următoarea ecuație pentru distanță pentru a afla cât de înaltă a fost clădirea:

d = v_eu* t + 0,5 * a * t²

Unde d este distanta, v_eu este viteza initiala, T este timpul și A este accelerația (ceea ce reprezintă gravitația, în acest caz, la -9,8 m / s / s). Conectați variabilele dvs. și primiți:

d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s)²) (2,60 s)²
d = -33,1 m (semnul negativ indică direcția în jos)

În continuare, puteți conecta această valoare a distanței pentru a rezolva viteza folosind ecuația de viteză finală:

v_f = v_eu + a * t

Unde v_feste viteza finală, v_eu este viteza initiala, A este accelerarea și T este timpul. Trebuie să rezolvați pentru viteza finală, deoarece obiectul a accelerat în drumul său în jos. Deoarece oul a fost aruncat și nu aruncat, viteza inițială a fost 0 (m / s).

v_f = 0 + (-9,8 m / s)²) (2,60 s)
v_f = -25,5 m / s

Deci, viteza oului după 2,60 secunde este de -25,5 metri pe secundă. Velocitatea este de obicei raportată ca o valoare absolută (doar pozitivă), dar nu uitați că este o cantitate vectorială și are direcție, precum și magnitudine. De obicei, deplasarea în sus este indicată cu un semn pozitiv și în jos cu un negativ, trebuie doar să acorde atenție accelerației obiectului (negativ = încetinitor și pozitiv = accelerare).