KESKIMÄÄRÄINEN NOPEUS: KUINKA SE LASKETAAN, JA ESIMERKKEJÄ - FYYSINEN - 2025

Keskimääräinen nopeus tai keskimääräinen nopeus määritetään osamäärä tila sekä aika, joka kuluu matkoilla että tilaa. Nopeus on perustavanlaatuinen määrä sekä fysiikassa että ihmisten jokapäiväisessä elämässä. Sitä esiintyy melkein kaikilla ihmisten elämän osa-alueilla.

Tämä nopeuden esiintyminen on erityisen havaittavissa nykypäivän yhteiskunnassa, jossa välittömyyden kysyntä kasvaa. Tietenkin nopeus liittyy luonnostaan ​​myös lukuisiin fyysisiin ilmiöihin. Jotenkin kaikilla ihmisillä on intuitiivinen, enemmän tai vähemmän oikea käsitys nopeuden käsitteestä.

Keskimääräinen nopeus ja hetkellinen nopeus on erotettava toisistaan. Hetkellinen nopeus on nopeus, jota vartalo kuljettaa tiettynä hetkenä, kun taas keskimääräinen nopeus on jako siirtymän ja ajan välillä.

Lisäksi on huomattava, että nopeus on skalaarimäärä; ts. sillä on suunta, järkeä ja moduuli. Tällä tavalla nopeus kohdistetaan yhteen suuntaan.

Kansainvälisessä järjestelmässä nopeus mitataan metreinä sekunnissa (m / s), vaikka arjessa käytetään usein muita yksiköitä, kuten kilometrejä tunnissa (km / h).

Kuinka laskea se?

Keskimääräinen nopeus lasketaan seuraavasta lausekkeesta:

v _m = ∆s / ∆t = (s _{f -} s ₀) / (t _{f -} t ₀)

Tässä yhtälössä v _m on keskimääräinen nopeus, ∆s on siirtymän lisäys ja ∆t on ajan lisäys. Toisaalta, s _f ja s ₀ ovat vastaavasti lopullinen ja alkuperäinen siirtymä; kun taas _tf ja t ₀ ovat vastaavasti lopullinen ja alkuperäinen aika.

Toinen lauseke keskimääräisen nopeuden laskemiseksi on:

v _m = s _t / t _t

Tässä lausekkeessa s _t on kokonaissiirto ja _{t t} on kokonaisaika, joka on investoitu tuon siirtymän tekemiseen.

Kuten tässä laskelmassa voidaan nähdä, vain kokonaissiirto ja siihen käytetty kokonaisaika otetaan huomioon ilman, että olisi milloin tahansa tarpeen ottaa huomioon kuinka tämä siirtymä tapahtui.

Ei ole myöskään välttämätöntä tietää, onko vartalo kiihtynyt, pysähtynyt tai kulkenut koko matkan vakionopeudella.

Usein voi olla tarpeen tehdä käänteislaskelma kokonaissiirtymän määrittämiseksi keskimääräisestä nopeudesta ja käytetystä kokonaisajasta.

Tällöin sinun täytyy vain ratkaista ensimmäisen yhtälön siirtyminen saadaksesi lauseke, joka mahdollistaa sen laskemisen:

∆s = v _m ∙t

Sama voitaisiin tehdä, jos on tarpeen laskea aika, joka kuluu tunnetulla keskimääräisellä nopeudella suoritetulle liikkeelle:

=t = v _m ∙ ∆s

Nopeuden mittayksiköt

Nopeus voidaan ilmaista eri yksikköinä. Kuten edellä mainittiin, kansainvälisessä järjestelmässä mittayksikkö on mittari sekunnissa.

Tilanteesta riippuen voi kuitenkin olla helpompaa tai käytännöllisempää käyttää muita yksiköitä. Siten kuljetusvälineissä käytetään yleensä kilometriä tunnissa.

He puolestaan ​​käyttävät anglosaksiyksikköjärjestelmässä jalkaa sekunnissa (ft / s) tai mailia tunnissa (mph) kuljetusvälineiden tapauksessa.

Meriliikenteessä solmua käytetään yleisesti; Toisaalta, ilmailualalla käytetään toisinaan Mach-lukua, joka määritetään ruumiin nopeuden ja äänen nopeuden välisenä suhteena.

Esimerkkejä keskimääräisen nopeuden laskemisesta

Ensimmäinen esimerkki

Tyypillinen esimerkki siitä, että keskimääräinen nopeus voi olla tarpeen laskea, on kahden erillisen kaupungin välinen matka.

Oletetaan, että tapaus, jossa tunnetaan sekä kokonaissiirto (jonka ei tarvitse olla samansuuntainen kahden kaupungin välisen etäisyyden kanssa) kahden kaupungin välisellä matkalla - esimerkiksi 216 kilometriä - että kyseiselle matkalle käytetty aika. - esimerkiksi kolme tuntia-.

Keskimääräinen nopeus lasketaan seuraavasti:

v _m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h

Jos haluat ilmaista nopeuden kansainvälisen järjestelmän yksiköissä, suorita seuraava muuntaminen:

v _m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, koska kilometri on tuhat metriä ja tunnissa on 3600 sekuntia.

Toinen esimerkki

Toinen käytännöllinen tapa keskimääräisen nopeuden laskemiseksi on, kun tiettyä ajanjaksoa on tehty useita liikkeitä.

Oletetaan, että nainen, joka on tehnyt useita polkupyöräretkiä useiden päivien ajan ja haluaa tietää, mikä hänen matkansa keskimääräinen kokonaisnopeus on ollut.

Nainen on kulkenut seuraavat etäisyydet peräkkäisten päivien ajan: 30 km, 50 km, 40 km ja 20 km.

Vastaavat ajat ovat olleet seuraavat: puolitoista tuntia, kaksi tuntia ja puoli, 2 tuntia ja puoli ja puolitoista tuntia. Sitten tuloksena oleva keskimääräinen nopeus lasketaan seuraavasti:

v _m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Esimerkkejä keskimääräisestä nopeudesta

Voi olla mielenkiintoista tietää joitain esimerkkejä keskimääräisestä ajonopeudesta saada intuitiivisempi käsitys nopeuden eri arvoista.

Jos henkilö kävelee, hänen keskimääräisen nopeudensa arvona pidetään 5 kilometriä tunnissa. Jos sama henkilö juoksee, hän voi saavuttaa puolet keskimääräisestä nopeudesta.

Amatööripyöräilijän keskimääräiseksi nopeudeksi voidaan arvioida noin 16 kilometriä tunnissa, kun taas ammattipyöräilijän tiellä keskimääräinen nopeus saavuttaa arvon 45 kilometriä tunnissa.

Luokan 1 hurrikaanien keskimääräinen nopeus voi olla 119 kilometriä tunnissa. Viimeiseksi, maapallon keskimääräinen kiertonopeus auringon ympärillä on 107 218 kilometriä tunnissa.

Viitteet

1. Nopeus (nd). Wikipediassa. Haettu 23. huhtikuuta 2018, en.wikipedia.org.
2. Nopeus (nd). Wikipediassa. Haettu 23. huhtikuuta 2018, es.wikipedia.org.
3. Kilometri tunnissa (ei). Wikipediassa. Haettu 23. huhtikuuta 2018, es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Feynmanin fysiikan luennot.
5. Elert, Glenn. "Nopeus ja nopeus". Fysiikan hypertekstin kirja. Haettu 23. huhtikuuta 2018.