Co je definice rychlosti. Jak definovat rychlost ve fyzice

Rychlost:

• Rychlost je vektorová veličina, která charakterizuje rychlost pohybu a směr pohybu.
• Rychlost(ve strojírenství) - míra změny točivého momentu, rychlosti a směru pohybu přenášeného z motoru na kolo (pracovní těleso), změnou charakteristiky převodu (například změnou převodového poměru).
• Rychlost je druh lezení.
• Rychlost - ruský pauzovací papír z angličtiny. Rychlost- totéž jako rychlost, rychlost - slangový název pro druh psychostimulačních amfetaminů.
• Rychlost - jméno sovětu raketový systém 15P666 s raketou středního doletu.

Filmy

• Rychlost - film (SSSR), 1983.
• Speed ​​​​- Film (USA), 1994.
• Rychlost 2: Tempomat - Film (USA), 1997.

Sčítání rychlostí

Revizí komplexní pohyb(když se bod nebo těleso pohybuje v jedné vztažné soustavě a tato vztažná soustava se naopak pohybuje vzhledem k jiné soustavě), vyvstává otázka o vztahu rychlostí ve dvou vztažných soustavách.

klasická mechanika

Hlavní článek: Věta o sčítání rychlosti

V klasické mechanice absolutní rychlost bod se rovná vektorovému součtu jeho relativních a translačních rychlostí:

V → a = v → r + v → e. (\displaystyle (\vec (v))_(a)=(\vec (v))_(r)+(\vec (v))_(e).)

Tato rovnost je obsahem výroku věty o sčítání rychlostí.

Srozumitelným jazykem: Rychlost tělesa vzhledem k pevné vztažné soustavě je rovna vektorovému součtu rychlosti tohoto tělesa vzhledem k pohyblivé vztažné soustavě a rychlosti (vzhledem k pevné soustavě) tohoto bodu pohyblivé vztažné soustavy. při kterém tento momentčas je tělo.

Příklady

1. Absolutní rychlost mouchy plazící se po poloměru rotující gramofonové desky je rovna součtu rychlosti jejího pohybu vůči desce a rychlosti, kterou má bod desky pod mouchou vzhledem k zemi (tj. , ze kterého jej záznam díky své rotaci nese).
2. Pokud osoba kráčí po koridoru auta rychlostí 5 kilometrů za hodinu vzhledem k autu a auto se pohybuje rychlostí 50 kilometrů za hodinu vzhledem k Zemi, pak se osoba pohybuje vzhledem k Zemi rychlostí rychlost 50 + 5 = 55 kilometrů za hodinu při chůzi ve směru vlaku a rychlostí 50 - 5 = 45 kilometrů za hodinu, když jede v protisměru. Pohybuje-li se osoba v koridoru pro vagony vůči Zemi rychlostí 55 kilometrů za hodinu a vlak rychlostí 50 kilometrů za hodinu, pak je rychlost osoby vůči vlaku 55 - 50 = 5 kilometrů. za hodinu.
3. Pokud se vlny pohybují vzhledem k pobřeží rychlostí 30 kilometrů za hodinu a loď také rychlostí 30 kilometrů za hodinu, pak se vlny pohybují vzhledem k lodi rychlostí 30 - 30 = 0 kilometrů za hodinu , to znamená, že se stanou stacionární vzhledem k lodi.

Relativistická mechanika

V 19. století se fyzika potýkala s problémem rozšíření tohoto pravidla pro přidávání rychlostí k optickým (elektromagnetickým) procesům. V podstatě došlo ke střetu dvou představ klasické mechaniky (první je Časoprostor Newtonovy teorie, druhou princip relativity), přenesené do nová oblast- Teorie elektromagnetických procesů.

Například pokud vezmeme v úvahu příklad vln na hladině vody z předchozí části a pokusíme se zobecnit na elektromagnetické vlny, pak dostaneme rozpor s pozorováními (viz např. Michelsonův experiment).

Klasické pravidlo pro sčítání rychlostí odpovídá transformaci souřadnic z jednoho systému os do jiného systému, pohybující se vzhledem k prvnímu bez zrychlení. Pokud při takové transformaci zachováme koncept simultánnosti, to znamená, že můžeme považovat dvě události za současné nejen tehdy, když jsou registrovány v jedné souřadnicové soustavě, ale i v jakékoli jiné inerciální soustavě, pak se transformace nazývají galilejský. Navíc u Galileových transformací je prostorová vzdálenost mezi dvěma body – rozdíl mezi jejich souřadnicemi v jedné inerciální vztažné soustavě – vždy rovna jejich vzdálenosti v jiné inerciální soustavě.

Druhá myšlenka je princip relativity. Být na lodi pohybující se rovnoměrně a přímočaře, je nemožné detekovat její pohyb některými vnitřními mechanickými efekty. Vztahuje se tento princip na optické efekty? Je možné detekovat absolutní pohyb systému z optických nebo, co je totéž, elektrodynamických efektů způsobených tímto pohybem? Intuice (spíše výslovně související s klasický princip relativita) říká, že absolutní pohyb nelze detekovat žádným druhem pozorování. Ale pokud se světlo šíří určitou rychlostí vzhledem ke každému z pohybujících se inerciálních rámců, pak se tato rychlost změní při pohybu z jednoho rámce do druhého. Vyplývá to z klasického pravidla pro sčítání rychlostí. Matematicky řečeno, velikost rychlosti světla nebude při Galileových transformacích neměnná. To porušuje princip relativity, respektive neumožňuje princip relativity rozšířit na optické procesy. Elektrodynamika tak zničila spojení mezi dvěma zdánlivě zřejmými ustanoveními klasické fyziky – pravidlem sčítání rychlostí a principem relativity. Navíc se ukázalo, že tyto dvě polohy aplikované na elektrodynamiku jsou neslučitelné.

Odpověď na tuto otázku poskytuje speciální teorie relativity. Rozšiřuje koncept principu relativity a rozšiřuje jej i na optické procesy. Speciální teorie relativity přitom radikálně mění pojetí prostoru a času. V tomto případě není pravidlo pro přidávání rychlostí zcela zrušeno, ale pouze upřesněno vysoké rychlosti pomocí Lorentzovy transformace:

v r e l = v 1 + v 2 1 + v 1 v 2 c 2 . (\displaystyle v_(rel)=(\frac ((v)_(1)+(v)_(2))(1+(\dfrac ((v)_(1)(v)_(2)) (c^(2))))))

Je vidět, že v případě, kdy v / c → 0 (\displaystyle v/c\rightarrow 0) , se Lorentzovy transformace změní na Galileovy transformace. To naznačuje, že mechanika ve speciální teorii relativity se redukuje na newtonovskou mechaniku při rychlostech, které jsou malé ve srovnání s rychlostí světla. To vysvětluje, jak souvisí speciální teorie relativity a klasická mechanika – první je zobecněním druhé.

Na toto téma existuje wikibook
"Přidání rychlostí"

Fyzika. Uveďte definici rychlosti těla a vzorec

Alexandra Romanová

Rychlost tělesa je vektorová veličina rovna poměru dráhy, kterou těleso urazilo za určitý časový úsek, k hodnotě tohoto časového úseku. v=s/t.
1. Nechte tělo pohybovat se v přímé linii a rovnoměrně. Pak je jeho rychlost reprezentována konstantní hodnotou, s časem se nemění: v = konst. Vzorec rychlosti je v=v(konst), kde v(konst) je konkrétní hodnota.
2. Nechte tělo pohybovat se rovnoměrně (stejnoměrně zrychlené nebo rovnoměrně zpomalené). Zpravidla se mluví pouze o rovnoměrně zrychleném pohybu, ale při rovnoměrně zpomaleném zrychlení je záporné. Zrychlení se obvykle označuje písmenem a. Potom je rychlost vyjádřena jako lineární závislost na čase: v=v0+a·t, kde v0 je počáteční rychlost, a je zrychlení, t je čas.
3. Nechte těleso pohybovat se v kruhu konstantní rychlostí modulo. V tomto případě má dostředivé zrychlení a(c) směřující ke středu kruhu. Říká se mu také normální zrychlení a(n). Lineární rychlost a dostředivé zrychlení souvisí se vztahem a=v²/R, kde R je poloměr kružnice, po které se těleso pohybuje.

Alexeji

rychlost - vektorová fyzikální veličina, která charakterizuje rychlost pohybu a směr pohybu hmotného bodu v prostoru vzhledem ke zvolenému referenčnímu systému.
a vzorec závisí na typu pohybu: pokud máte pohyb rovnoměrně zrychlený, pak v=v0+at. kde a je zrychlení a t je čas. pokud máte rovnoměrný pohyb, pak s=vt, kde v=s/t.

Řekněte mi, co je to rychlost (definice) a zařízení pro určování rychlosti. (FYZIKA)

Tamara

Rychlost je kvantitativní charakteristika pohybu tělesa. Rychlost charakterizuje rychlost a směr pohybu tělesa v daném čase. Rychlost se měří v m/s (metr za sekundu). Existují zařízení, která umí měřit rychlost.
Rychloměr (z anglického speed - speed a řeckého metero - měřím) je zařízení, které ukazuje okamžitou rychlost auta nebo lokomotivy.
Log, vynalezený v roce 1577, se používá k měření rychlosti lodi. Jednotkou rychlosti je „uzel“, který se rovná jedné námořní míli za hodinu (přibližně 1,8 km/h).
První přístroj na měření rychlosti větru vynalezl v roce 1667 Angličan Robert Hook. Zařízení se nazývá anemometr (řecky anemos - vítr a metero - měřím.
Zařízení pro měření rychlosti proudění vody se nazývá točna.

Udělejme experiment. Nainstalujte na vozík kapátko (obr. 11). Z kapátka padají v pravidelných intervalech kapky barevné tekutiny. Pokud je k vozíku připojeno břemeno (jak je znázorněno na obrázku 11), pak při jeho určité hodnotě mohou být vzdálenosti mezi stopami zanechanými kapkami na papíře (když se vozík pohybuje) stejné. To znamená, že vozík urazí stejné vzdálenosti ve stejných časových intervalech. Otočením kohoutku kapátka tak, aby kapky padaly častěji, pokus opakujeme. Stopy kapek se v tomto případě také ukázaly být ve stejné vzdálenosti od sebe, i když menší než v prvním experimentu. A to znamená, že vozík projíždí stejné dráhy v menších stejných časových intervalech.

Pokud se těleso pohybuje po stejných drahách v libovolných stejných časových intervalech, nazývá se jeho pohyb jednotný.

Rychlost pohybu je charakterizována fyzikální veličinou zvanou rychlost. Je známo, že letadlo se pohybuje rychlejší než auto a umělá družice Země je rychlejší než letadlo.

Rychlost tělo při rovnoměrný pohyb ukazuje, jak daleko tělo urazí za jednotku času. Pokud například za každou hodinu ujde chodec 3 km a letadlo uletí 900 km, pak říkáme, že rychlost chodce je 3 km/h a rychlost letadla je 900 km/h.

Pokud je známo, že stejný chodec urazí 6 km každé dvě hodiny, pak abychom zjistili, kterou cestu ujde za 1 hodinu, je třeba těchto 6 km vydělit 2 hodinami.V tomto případě opět dostaneme 3 km/h .

Tak, pro určení rychlosti tělesa v rovnoměrném pohybu je nutné vydělit vzdálenost, kterou těleso urazí, časem pohybu, tj.

Označme všechna množství obsažená v tomto výrazu latinkou:

s- cesta, proti- Rychlost, t- čas.

Pak vzorec pro zjištění rychlosti může být reprezentován takto:

V SI je jednotka rychlosti brána jako rychlost takového rovnoměrného pohybu, při kterém je pohybující se těleso po dobu 1 s jako dráha rovna 1 m. Tato jednotka se označuje nebo 1 m/s (čti „metr za sekundu“ ).

V praxi se často používá jiná jednotka rychlosti: 1 km/h. Pojďme najít vztah mezi různými jednotkami rychlosti. Protože 1 km = 1 000 m a 1 h = 60 min = 3 600 s, můžeme napsat:

Zvažte příklad. Nechť je požadováno vyjádření rychlosti letadla, která se rovná 720 km/h, v metrech za sekundu. Převedeme kilometry na metry a hodiny na sekundy, dostaneme

Při rovnoměrném pohybu se číselná hodnota rychlosti nemění. Pokud je například rychlost tělesa 60 km/h, pak tato hodnota zůstane stejná po celou dobu pohybu.

Rychlost má ale kromě své číselné hodnoty také svůj směr. Proto je na obrázcích rychlost tělesa znázorněna jako šipka (obr. 12). Šipka ukazuje směr rychlosti (a tedy i pohybu) těla.

Volají se veličiny, které mají směr v prostoru vektorové veličiny nebo jednoduše vektory. Rychlost je vektorová veličina. Vektorová veličina, jak uvidíme později, je také síla. Na druhou stranu takové veličiny jako hmotnost, dráha, objem nejsou vektory: nemají žádný směr v prostoru a jsou charakterizovány pouze číselnou hodnotou.

Tabulka 2 ukazuje hodnoty některých rychlostí nalezených v přírodě.

tabulka 2

Pojezdové rychlosti, m/s

Ne všechny pohyby uvedené v tabulce 2 jsou jednotné. Za určitých podmínek se šíří pouze zvuk, světlo a rádiové vlny konstantní rychlost. Rychlosti ostatních těles se v procesu pohybu mění. Proto jsou pro ně uvedeny průměrné nebo maximální hodnoty, kterých lze těmito orgány dosáhnout.

Nazývají se pohyby, při kterých je rychlost tělesa v různých částech trajektorie různá nerovný.

Charakterizují nerovnoměrné pohyby průměrná rychlost. průměrná rychlost nerovnoměrného pohybu se zjistí stejným způsobem jako rychlost rovnoměrného pohybu, tj. dráha, kterou urazí těleso, se vydělí časem pohybu: Pouze hodnota získaná v tomto případě se nemusí v určitých případech shodovat s rychlostí tělesa. úseky trajektorie. Při nerovnoměrném pohybu má tělo v některých oblastech nižší rychlost, v jiných - větší. Například vlak vyjíždějící ze stanice se začne pohybovat rychleji a rychleji. Když se blíží ke stanici, naopak svůj pohyb zpomaluje.

Pouze při rovnoměrném pohybu má rychlost tělesa po celé dráze konstantní číselnou hodnotu.

Při znalosti rychlosti a času rovnoměrného pohybu tělesa je možné vypočítat dráhu, kterou těleso urazí. Ze vzorce (6.1) vyplývá, že
(6.2)
Tak, pro zjištění ujeté vzdálenosti při rovnoměrném pohybu je nutné vynásobit rychlost tělesa časem pohybu.
Pokud je známa dráha a rychlost, lze zjistit čas pohybu. Ze vzorce (6.2) získáme
(6.3)
Tak, Chcete-li zjistit čas pohybu, musíte vydělit vzdálenost ujetou tělesem jeho rychlostí.

1. Jaký pohyb se nazývá uniformní? 2. Co ukazuje rychlost rovnoměrného pohybu? 3. Jak se určuje rychlost při rovnoměrném pohybu? 4. Jak se urazí vzdálenost, pokud je známa rychlost a čas pohybu? 5. Jaká je doba pohybu, pokud je známa dráha a rychlost pohybu? 6. Jaký pohyb se nazývá nerovnoměrný? 7. Jak by se měly změnit podmínky experimentu znázorněné na obrázku 11, aby se pohyb vozíku stal nerovnoměrným? Jak se v tomto případě změní vzdálenosti mezi stopami zanechanými padajícími kapkami? 8. Jaká je průměrná rychlost? 9. Jaké veličiny se nazývají vektor? Jak jsou vyobrazeni na obrázcích?
Experimentální úlohy. 1. Určete průměrnou rychlost, kterou uběhnete 100 m. 2. Máte-li doma hodinářské autíčko, pak po provedení potřebných měření zjistěte průměrnou rychlost, kterou se pohybuje. Výsledky měření a výpočtů si zapisujte do sešitu.

Toto téma bude užitečné nejen pro středoškoláky, ale dokonce i pro dospělé. Článek navíc bude zajímat rodiče, kteří chtějí svým dětem vysvětlit jednoduché věci z přírodních věd. Mezi velmi důležitá témata je rychlost ve fyzice.

Studenti dost často nedokážou přijít na to, jak řešit problémy, rozlišovat mezi dostupnými typy rychlostí a ještě obtížnější je porozumět vědeckým definicím. Zde vše zvážíme v přístupnějším jazyce, aby bylo vše nejen jasné, ale dokonce zajímavé. Ale stále si musíte pamatovat některé věci, protože Technická věda(fyzika a matematika) vyžadují zapamatování vzorců, měrných jednotek a samozřejmě významů symbolů v každém vzorci.

Kde se nachází?

Pro začátek si připomeňme, že toto téma se týká takové části fyziky, jako je mechanika, podsekce „Kinematika“. Studium rychlosti zde navíc nekončí, bude v následujících částech:

• optika,
• vibrace a vlny
• termodynamika,
• kvantová fyzika a tak dále.

Také pojem rychlosti se nachází v chemii, biologii, geografii, informatice. Ve fyzice se téma „rychlost“ vyskytuje nejčastěji a je studováno do hloubky.

Navíc toto slovo používá v běžném životě každý z nás, zejména mezi motoristy, řidiči dopravní technologie. Dokonce i zkušení kuchaři někdy používají frázi jako „bílky šlehejte mixérem při střední rychlosti“.

co je rychlost?

Rychlost ve fyzice je kinematická veličina. Znamená vzdálenost, kterou urazí těleso za určitý časový úsek. Řekněme, že se mladý muž přestěhuje z domova do obchodu a urazí dvě stě metrů za minutu. Naopak jeho stará babička projde kolem stejnou trasu za šest minut po malých krocích. To znamená, že se ten chlap pohybuje mnohem rychleji než jeho starší příbuzný, protože mnohem více rozvíjí rychlost a dělá velmi rychlé dlouhé kroky.

Totéž platí pro auto: jedno auto jede rychleji a druhé pomaleji, protože rychlosti jsou různé. Později se podíváme na četné příklady související s tímto konceptem.

Vzorec

Na hodině ve škole je nutně zvažován rychlostní vzorec ve fyzice, aby bylo vhodné řešit problémy.

• V je v tomto pořadí rychlost pohybu;
• S je vzdálenost, kterou urazí těleso při pohybu z jednoho bodu v prostoru do druhého;
• t - doba jízdy.

Měli byste si zapamatovat vzorec, protože se bude hodit v budoucnu při řešení mnoha problémů a nejen. Možná vás zajímá, jak rychle se můžete dostat z domova do práce nebo do školy. Vzdálenost si ale můžete zjistit předem pomocí mapy ve smartphonu nebo počítači nebo pomocí papírové verze, se znalostí měřítka a s pravítkem u sebe. Dále si poznamenejte čas, než se začnete pohybovat. Až dorazíte do cíle, zjistěte, kolik minut nebo hodin trvalo ujet bez zastavení.

Co se měří?

Rychlost se nejčastěji měří pomocí soustavy jednotek SI. Níže jsou uvedeny nejen jednotky, ale také příklady jejich použití:

• km/h (kilometr za hodinu) - doprava;
• m/s (metr za sekundu) - vítr;
• km/s (kilometr za sekundu) - vesmírné objekty, rakety;
• mm/h (milimetr za hodinu) - kapaliny.

Pojďme nejprve zjistit, odkud se vzala zlomková čára a proč je měrná jednotka právě tato. Věnujte pozornost fyzikálnímu vzorci pro rychlost. Co vidíš? Čitatel je S (vzdálenost, cesta). Jak se měří vzdálenost? V kilometrech, metrech, milimetrech. Ve jmenovateli t (čas) - hodiny, minuty, sekundy. Jednotky měření množství jsou tedy přesně stejné, jak jsou uvedeny na začátku této části.

Pojďme si s vámi upevnit studium vzorce rychlosti ve fyzice takto: jakou vzdálenost tělo překoná v určitém časovém úseku? Například člověk ujde 5 kilometrů za 1 hodinu. Celkem: rychlost osoby je 5 km/h.

Na čem to závisí?

Učitelé často kladou studentům otázku: „Co určuje rychlost?“. Studenti se často ztrácejí a nevědí, co říct. Ve skutečnosti je vše velmi jednoduché. Stačí se podívat na vzorec, kde se objeví nápověda. Rychlost tělesa ve fyzice závisí na době pohybu a vzdálenosti. Pokud alespoň jeden z těchto parametrů není znám, nebude možné problém vyřešit. Kromě toho lze v příkladu nalézt další typy rychlostí, o kterých bude řeč v následujících částech tohoto článku.

V mnoha úlohách v kinematice musíte vytvořit grafy závislostí, kde osa X je čas a osa Y je vzdálenost, cesta. Z takových snímků lze snadno posoudit povahu rychlosti pohybu. Stojí za zmínku, že v mnoha profesích souvisejících s dopravou elektrické stroje často využívají grafiku. Například na železnici.

Ve správný čas změřte rychlost

Středoškoláky děsí ještě jedno téma – okamžitá rychlost. Ve fyzice se tento pojem vyskytuje jako definice velikosti rychlosti v okamžitém časovém úseku.

Podívejme se na jednoduchý příklad: strojvedoucí řídí vlak, jeho asistent čas od času sleduje rychlost. Vidíte to v dálce, měli byste se podívat, jak rychle se vlak právě teď pohybuje. Asistent řidiče hlásí v 16:00 rychlost 117 km/h. To je okamžitá rychlost zaznamenaná přesně v 16 hodin. O tři minuty později byla rychlost 98 km/h. Toto je také okamžitá rychlost vzhledem k 16 hodinám 03 minutám.

Začátek pohybu

Bez počáteční rychlosti nepředstavuje fyzika téměř žádný pohyb dopravního zařízení. Co je to za parametr? To je rychlost, kterou se objekt začne pohybovat. Řekněme, že se auto nemůže okamžitě rozjet rychlostí 50 km/h. Potřebuje zrychlit. Když řidič sešlápne pedál, auto se začne plynule rozjíždět, například nejprve rychlostí 5 km/h, pak postupně 10 km/h, 20 km/h a tak dále (5 km/h je počáteční rychlost ).

Samozřejmě můžete vyrobit náhlý start, což se stává běžcům-sportovcům při odpalu tenisového míčku raketou, ale přesto je vždy počáteční rychlost. Podle našich měřítek jej nemají pouze hvězdy, planety a satelity naší Galaxie, protože nevíme, kdy a jak pohyb začal. Až do smrti se vesmírné objekty nemohou zastavit, jsou stále v pohybu.

rovnoměrná rychlost

Rychlost ve fyzice je kombinací jednotlivých jevů a charakteristik. Existuje také pohyb rovnoměrný a nerovnoměrný, křivočarý a přímočarý. Uveďme příklad: člověk jde po rovné silnici stejnou rychlostí a překonává z bodu A do bodu B vzdálenost 100 metrů.

Na jedné straně to lze nazvat přímočarou a rovnoměrnou rychlostí. Ale pokud k člověku připojíte velmi přesné senzory rychlosti a trasy, můžete vidět, že stále existuje rozdíl. Nerovnoměrná rychlost je, když se rychlost mění pravidelně nebo neustále.

V každodenním životě a technologii

Rychlost pohybu ve fyzice existuje všude. Dokonce i mikroorganismy se pohybují, i když velmi pomalu. Stojí za zmínku, že existuje rotace, která se také vyznačuje rychlostí, ale má jednotku měření - otáčky za minutu (otáčky za minutu). Například rychlost otáčení bubnu dovnitř pračka. Tato jednotka měření se používá všude tam, kde jsou mechanismy a stroje (motory, motory).

V zeměpisu a chemii

I voda má rychlost pohybu. Fyzika je jen vedlejší věda v oblasti procesů probíhajících v přírodě. Například rychlost větru, vlny v moři – to vše se měří obvyklými fyzikálními parametry, veličinami.

Mnozí z vás jistě znají slovní spojení „rychlost chemické reakce“. Pouze v chemii to má jiný význam, protože to znamená, jak dlouho bude ten či onen proces probíhat. Například manganistan draselný se rychleji rozpustí ve vodě, pokud nádobou zatřesete.

Stealth Speed

Existují neviditelné věci. Například nevidíme, jak se pohybují částice světla, různá záření, jak se šíří zvuk. Pokud by ale nedocházelo k pohybu jejich částic, pak by žádný z těchto jevů v přírodě neexistoval.

Počítačová věda

Téměř každý moderní člověk se při práci na počítači potýká s pojmem „rychlost“:

• rychlost internetu;
• rychlost načítání stránky;
• rychlost načítání procesoru a tak dále.

Příkladů rychlosti pohybu je ve fyzice obrovské množství.

Přečtěte si pozorně článek, seznámili jste se s pojmem rychlost, dozvěděli jste se, co to je. Nechte tento materiál, aby vám pomohl do hloubky prostudovat sekci „Mechanika“, projevit o ni zájem a překonat strach při odpovídání v lekcích. Ostatně rychlost ve fyzice je běžný pojem, který je snadno zapamatovatelný.

Rychlost je kvantitativní charakteristika pohybu těla.

průměrná rychlost je fyzikální veličina rovna poměru vektoru posunutí bodu k časovému intervalu Δt, během kterého k tomuto posunutí došlo. Směr vektoru průměrné rychlosti se shoduje se směrem vektoru posunutí Průměrná rychlost je určena vzorcem:

Okamžitá rychlost, to znamená, že rychlost v daném časovém okamžiku je fyzikální veličina rovna limitu, ke kterému se průměrná rychlost blíží s nekonečným poklesem v časovém intervalu Δt:

Jinými slovy, okamžitá rychlost v daném časovém okamžiku je poměr velmi malého pohybu k velmi malému časovému úseku, během kterého k tomuto pohybu došlo.

Vektor okamžité rychlosti směřuje tečně k dráze tělesa (obr. 1.6).

Rýže. 1.6. Vektor okamžité rychlosti.

V soustavě SI se rychlost měří v metrech za sekundu, to znamená, že za jednotku rychlosti se považuje rychlost takového rovnoměrného přímočarého pohybu, při kterém tělo urazí za jednu sekundu vzdálenost jednoho metru. Jednotka rychlosti je označena slečna. Rychlost se často měří v jiných jednotkách. Například při měření rychlosti auta, vlaku atp. Běžně používanou měrnou jednotkou jsou kilometry za hodinu:

1 km/h = 1 000 m / 3 600 s = 1 m / 3,6 s

1 m/s = 3600 km / 1000 h = 3,6 km/h

Sčítání rychlostí

Rychlost těla dovnitř různé systémy odkaz spojuje klasické zákon sčítání rychlostí.

rychlost těla vzhledem k pevný referenční rámec se rovná součtu rychlostí tělesa v pohyblivý referenční rámec a nejpohyblivější referenční rámec vzhledem k pevnému.

Například, osobní vlak se pohybuje po železnici rychlostí 60 km/h. Po vagonu tohoto vlaku jde člověk rychlostí 5 km/h. Pokud považujeme železnici za nehybnou a bereme ji jako vztažnou soustavu, pak rychlost člověka vzhledem k vztažné soustavě (tj. železnice), bude se rovnat součtu rychlostí vlaku a osoby, tzn

60 + 5 = 65, pokud osoba jde stejným směrem jako vlak

60 - 5 = 55, pokud se osoba a vlak pohybují různými směry

To však platí pouze v případě, že se osoba a vlak pohybují po stejné trati. Pokud se člověk pohybuje pod úhlem, bude muset být tento úhel zohledněn, přičemž je třeba mít na paměti, že rychlost je vektorová veličina.

Nyní se podívejme na výše popsaný příklad podrobněji – s detaily a obrázky.

V našem případě tedy železnice ano pevný referenční rámec. Vlak, který se pohybuje po této silnici, je pohyblivý referenční rámec. Vůz, na kterém člověk jde, je součástí vlaku.

Souřadný systém XOY spojme s pevným referenčním systémem (obr. 1.7) a souřadný systém X P O P Y P s pohyblivým referenčním systémem (viz také část Referenční systém). A teď zkusme najít rychlost člověka vzhledem k pevné vztažné soustavě, tedy vzhledem k železnici.

Tento zákon o přidání posunutí. V našem příkladu se pohyb osoby vzhledem k železnici rovná součtu pohybů osoby vzhledem k vagónu a vagonu vzhledem k železnici.

Rýže. 1.7. Zákon sčítání posunů.

Toto je zákon přidání rychlosti:

Rychlost tělesa vzhledem k pevné vztažné soustavě je rovna součtu rychlostí tělesa v pohyblivé vztažné soustavě a rychlosti pohybující se samotné soustavy vzhledem k pevné soustavě.

Kdo se podle vás pohybuje rychleji, agronom Vasechkin? auto Renault Nebo letadlo Boeing? Kdo z nich se dostane z Moskvy do Krasnodaru rychleji? Odpověď je zřejmá: Renault je rychlejší než Vasechkin, ale pomalejší než Boeing.

To znamená, že nejenže víme, jak se různé objekty pohybují, ale můžeme také porovnávat jejich rychlosti. Co je to rychlost ve fyzice? Jak zjistit rychlost tělesa a jaké jsou jednotky rychlosti?

Rychlost ve fyzice: jak zjistit rychlost?

V 7. ročníku se v hodinách fyziky zavádí pojem rychlost. Bezpochyby všichni školáci v tuto chvíli již toto slovo znají a představují si, co to znamená.

• Také vědí, že rychlost se měří v km/h a je označena písmenem V.

Ale je nepravděpodobné, že by dokázali koherentně vysvětlit, co je rychlost ve fyzice, jaké jsou jednotky rychlosti. Proto tento zdánlivě jednoduchý koncept vyžaduje vysvětlení a analýzu.

Ve fyzice rychlost pohybu Vasechkina, Renaultu a Boeingu nazval jejich rychlost. A tato rychlost charakterizuje, jakou cestu každý z účastníků této cesty překoná za jednotku času. A pokud za letu překonáme vzdálenost 1350 kilometrů mezi Moskvou a Krasnodarem za dvě hodiny, autem nám to bude trvat ne méně než 15 hodin, pak pěšky bude bezohledný Vasechkin schopen projít celou svou dovolenou svižným tempem a přijet na místo jen proto, abych políbil svou tchyni, snědl palačinky a stihl letadlo do Moskvy, abych byl v pondělí včas do práce.

Podle toho letadlo za jednotku času za hodinu uletí 670 kilometrů, auto urazí 90 kilometrů a turista Vasechkin zamává až pět kilometrů cesty. A pak říkají, že rychlost letadla je 670 kilometrů za hodinu, auta 90 kilometrů za hodinu a chodce 5 kilometrů za hodinu. To znamená, že rychlost je určena vydělením vzdálenosti ujeté za jednotku času hodinou, minutou nebo sekundou.

Jednotky rychlosti

V praxi se používají jednotky jako km/h, m/s a některé další. Označují rychlost písmenem v, vzdálenost písmenem s a čas písmenem t. Vzorec pro zjištění rychlosti ve fyzice vypadá takto:

• V = s / t,

Kde s je ujetá vzdálenost
to je čas potřebný k překonání této cesty

A pokud potřebujeme přepočítat rychlost ne v kilometrech za hodinu, ale v metrech za vteřinu, pak přepočet probíhá následovně. Protože 1 km = 1 000 m a 1 h = 60 min = 3 600 s, můžeme psát: 1 km / h = (1 000 m) / (3 600 s). A pak se rychlost letadla bude rovnat: 670 km / h \u003d 670 × (1 000 m) / (3 600 s) \u003d 186 m / s

Rychlost má kromě své číselné hodnoty také směr, proto je na obrázcích rychlost označena šipkou a nazývá se vektorová veličina.

Průměrná rychlost ve fyzice

Všimněme si ještě jednoho bodu. V našem příkladu jel řidič auta rychlostí 90 km/h. Na dálnici by tou rychlostí mohl jet rovnoměrně na dlouhou dobu. Cestou ale projížděl různými městy a buď zastavoval na semaforech, plazil se v dopravních zácpách nebo nabíral dobrou rychlost v krátkých dávkách.

Tito. jeho rychlost na různých částech cesty byla nerovnoměrná. V tomto případě je zaveden koncept průměrné rychlosti. Průměrná rychlost ve fyzice je označena V _av a považuje se za stejnou jako rychlost při rovnoměrném pohybu. Stačí vzít celkovou cestovní vzdálenost a vydělit ji celkovým časem.