Kaj je hitrost v fiziki?

Hitrost je opredeljena kot a vektor merjenje hitrosti in smeri gibanja. Preprosto povedano, hitrost je hitrost, s katero se nekaj premika v eno smer. Hitrost avtomobila, ki potuje proti severu na glavni avtocesti, in hitrost rakete, ki izstreljuje v vesolje, je mogoče meriti s hitrostjo.

Kot ste morda uganili, je skalarna (absolutna vrednost) velikost vektorja hitrosti enaka hitrost gibanja. V računanje izrazi, hitrost je prvi izpeljan položaj glede na čas. Hitrost lahko izračunate s preprosto formulo, ki vključuje hitrost, razdaljo in čas.

Najpogostejši način za izračun vrednosti konstantna hitrost predmeta, ki se premika po ravni črti, je s to formulo:

r = d / t

• r je hitrost ali hitrost (včasih označena kot v za hitrost)
• d je premaknjena razdalja
• t je čas, ki je potreben za dokončanje gibanja

SI (mednarodne) enote za hitrost so m / s (metri na sekundo), hitrost pa se lahko izrazi tudi v kateri koli enoti razdalje naenkrat. Druge enote vključujejo kilometre na uro (mph), kilometre na uro (kph) in kilometre na sekundo (km / s).

Hitrost, hitrost in pospešek so med seboj povezane, čeprav predstavljajo različne meritve. Pazite, da teh vrednosti ne zamenjate med seboj.

• Hitrostje po svoji tehnični definiciji skalarna količina, ki označuje hitrost oddaljenosti gibanja naenkrat. Njegove enote so dolžina in čas. Povedano drugače, hitrost je merilo prevožene razdalje v določenem času. Hitrost je pogosto opisano preprosto kot prevožena razdalja na enoto časa. Kako hitro se predmet premika.
• Hitrost je vektorska količina, ki označuje premik, čas in smer. Za razliko od hitrosti merimo hitrost premik, vektorska količina, ki kaže razliko med končnim in začetnim položajem predmeta. Hitrost meri razdaljo, skalarno količino, ki meri skupno dolžino poti predmeta.
• Pospešek je definirana kot vektorska količina, ki kaže na hitrost spremembe hitrosti. Ima dimenzije dolžine in časa skozi čas. Pospešitev pogosto imenujemo "pospeševanje", vendar dejansko meri spremembe hitrosti. Pospeševanje lahko vsak dan doživite v vozilu. Stopite na stopalko za plin in avtomobil pospeši, povečuje njegovo hitrost.

Hitrost meri gibanje, ki se začne na enem mestu in usmeri proti drugemu mestu. Praktične uporabe hitrosti so neskončne, vendar je eden najpogostejših razlogov za merjenje hitrosti je določiti, kako hitro boste (ali karkoli v gibanju) prispeli na cilj z določene lokacije.

Hitrost omogoča ustvarjanje voznih redov za potovanja, kar je pogosta vrsta fizične težave, dodeljene študentom. Če na primer vlak zapusti Penn Station v New Yorku ob 14:00. in veste, s kakšno hitrostjo se vlak premika proti severu, lahko predvidite, kdaj bo prispel na južno postajo v Bostonu.

Če želite razumeti hitrost, si oglejte vzorčni problem: študent fizike spusti jajce iz izjemno visoke zgradbe. Kolikšna je hitrost jajčeca po 2,60 sekunde?

Najtežji del pri reševanju hitrosti v fizikalnem problemu, kot je ta, je izbira prave enačbe in priključitev pravih spremenljivk. V tem primeru je treba za rešitev problema uporabiti dve enačbi: ena za iskanje višine zgradbe ali razdaljo, ki jo jajce prevozi, in ena za iskanje končne hitrosti.

Začnite z naslednjo enačbo za razdaljo, da ugotovite, kako visoka je bila zgradba:

d = v_jaz* t + 0,5 * a * t²

kje d je razdalja, v_jaz je začetna hitrost, t je čas in a je pospešek (ki predstavlja gravitacijo v tem primeru pri -9,8 m / s / s). Vključite svoje spremenljivke in dobite:

d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s²) (2,60 s)²
d = -33,1 m (negativni znak kaže smer navzdol)

Nato lahko priključite to vrednost razdalje, če želite rešiti hitrost, s pomočjo končne enačbe hitrosti:

v_f = v_jaz + a * t

kje v_fje končna hitrost, v_jaz je začetna hitrost, a je pospešek in t je čas. Za končno hitrost se morate odločiti, ker je objekt pospešil na poti navzdol. Ker je bilo jajce odvrženo in ne vrženo, je bila začetna hitrost 0 (m / s).

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

Torej, hitrost jajčeca po 2,60 sekunde znaša -25,5 metra na sekundo. O hitrosti se običajno poroča kot absolutna vrednost (samo pozitivna), vendar ne pozabite, da je to vektorska količina in ima tako smer kot tudi velikost. Običajno je premikanje navzgor označeno s pozitivnim predznakom, navzdol pa z negativnim, le bodite pozorni na pospešek predmeta (negativno = upočasnjevanje in pozitivno = pospeševanje).