سرعت متوسط یک واحد اندازه گیری است. سرعت سفر

30.03.2019

فکر می‌کنید چه کسی سریع‌تر حرکت می‌کند، کشاورز واسچکین، ماشین رنویا هواپیمای بوئینگ؟ کدام یک از آنها سریعتر از مسکو به کراسنودار می رسند؟ پاسخ واضح است رنو سریعتر از Vasechkin است، اما کندتر از Boeing.

یعنی ما نه تنها می دانیم اجسام مختلف چگونه حرکت می کنند، بلکه می توانیم سرعت آنها را نیز مقایسه کنیم. سرعت در فیزیک چیست؟ چگونه سرعت یک جسم را پیدا کنیم و واحدهای سرعت کدامند؟

سرعت در فیزیک: چگونه سرعت را پیدا کنیم؟

در کلاس هفتم مفهوم سرعت در درس فیزیک مطرح می شود. بدون شک، همه دانش آموزان در این لحظه از قبل با این کلمه آشنا هستند و معنی آن را تصور می کنند. آنها همچنین می دانند که سرعت با کیلومتر در ساعت اندازه گیری می شود. اما بعید است که آنها بتوانند به طور منسجم توضیح دهند که سرعت در فیزیک چیست، واحدهای سرعت چیست. به همین دلیل است که این مفهوم به ظاهر ساده نیاز به توضیح و تحلیل دارد.

در فیزیک به سرعت حرکت واسچکین، رنو و بوئینگ سرعت حرکت آنها می گویند. و این سرعت مشخص می کند که هر یک از شرکت کنندگان این سفر در واحد زمان بر کدام مسیر غلبه می کنند. و اگر در طول پرواز فاصله 1350 کیلومتری بین مسکو و کراسنودار را در دو ساعت غلبه کنیم، با ماشین کمتر از 15 ساعت زمان نیاز نداریم، سپس واسچکین بی پروا می تواند تمام تعطیلات خود را با سرعت زیاد پیاده روی کند و فقط برای اینکه مادرشوهرم را ببوسم، پنکیک بخورم و هواپیما را به مسکو برسانم تا روز دوشنبه سر وقت کار باشم، به آن مکان برسید. بر این اساس، در هر واحد زمان در ساعت، هواپیما 670 کیلومتر، خودرو 90 کیلومتر و توریست واسچکین تا پنج کیلومتر از جاده را تکان خواهد داد. و بعد می گویند سرعت هواپیما 670 کیلومتر در ساعت، ماشین 90 کیلومتر و عابر پیاده 5 کیلومتر در ساعت است. یعنی سرعت با تقسیم مسافت طی شده در واحد زمان بر ساعت، دقیقه یا ثانیه تعیین می شود.

واحدهای سرعت

در عمل از واحدهایی مانند km/h، m/s و برخی دیگر استفاده می شود. آنها سرعت را با حرف v، فاصله را با حرف s و زمان را با حرف t نشان می دهند. فرمول یافتن سرعت در فیزیکشبیه این است: v=(s)/(t).

و اگر لازم باشد سرعت را نه بر حسب کیلومتر در ساعت، بلکه بر حسب متر بر ثانیه محاسبه کنیم، محاسبه مجدد به شرح زیر انجام می شود. از آنجایی که 1 کیلومتر = 1000 متر، و 1 ساعت = 60 دقیقه = 3600 ثانیه، می توانیم بنویسیم: 1 کیلومتر در ساعت = (1000 متر) / (3600 ثانیه). و سپس سرعت هواپیما خواهد بود: 670 km/h=670×(1000 m)/(3600s)=186m/s

سرعت علاوه بر مقدار عددی دارای جهت نیز می باشد بنابراین در شکل ها سرعت با فلش نشان داده شده و کمیت برداری نامیده می شود.

سرعت متوسط در فیزیک

به یک نکته دیگر توجه کنیم. در مثال ما، راننده ماشین با سرعت 90 کیلومتر در ساعت رانندگی می کرد. در بزرگراه می توانست با آن سرعت به طور مساوی رانندگی کند برای مدت طولانی. اما با عبور از شهرهای مختلف در طول مسیر، او یا پشت چراغ راهنمایی توقف کرد، سپس در راهبندان خزید، سپس به صورت کوتاه شماره گیری کرد. سرعت خوب. آن ها سرعت او در نقاط مختلف مسیر ناهموار بود. در این حالت مفهوم سرعت متوسط معرفی می شود. سرعت متوسط در فیزیک نشان داده می شود v_avو به همان صورت سرعت در در نظر گرفته می شود حرکت یکنواخت. فقط مسافت کل سفر را بگیرید و بر کل زمان تقسیم کنید.

مثال 1

مثلاً خودرویی در جاده ای در حال حرکت است و افرادی در آن هستند. آنها حرکت را همراه با حمل و نقل در بزرگراه انجام می دهند. یعنی مردم نسبت به جاده در فضا حرکت می کنند اما نسبت به خود ماشین مردم حرکت نمی کنند.

از این مثال می توان دریافت که در ابتدا باید جسم در نظر گرفته شده در حرکت را که در علوم به آن نقطه مرجع می گویند، تعیین کرد. سیستم مختصات ارتباط نزدیکی با روش اندازه گیری زمان دارد که در نتیجه مفهوم مرجع را ایجاد می کند.

اساساً محل بدن با یک مختصات داده می شود. بیایید یک مثال را تحلیل کنیم: اندازه یک ایستگاه در مدار نزدیک زمین را می توان نادیده گرفت و فقط مسیر حرکت را می توان محاسبه کرد. سفینه فضاییدر حین لنگر انداختن در ایستگاه بنابراین می توان ابعاد عناصر فیزیکی را نادیده گرفت و گاهی بدن را نقطه مادی تلقی کرد. خطی که مقدار داده شده در امتداد آن حرکت می کند مسیر نامیده می شود که طول آن مسیر نامیده می شود. واحد مسیر متر (m) است. حرکت مکانیکیبا سه کمیت فیزیولوژیکی: سرعت، جابجایی و شتاب مشخص می شود.

مفهوم سرعت حرکت مکانیکی

تعریف 2

سرعت یک کمیت فیزیکی است که برابر با حرکت بدن به فاصله زمانی است که در طی آن این فعل و انفعال اتفاق افتاده است.

حرکت مکانیکی نیز با سرعت حرکت بدن (نقطه) ارزیابی می شود. این سرعت حرکت است. سرعت مفهومی از کمیت برداری است. برای تنظیم کامل آن، لازم است مستقیماً جهت و اندازه سرعتی که در ابتدا در آن اندازه گیری شده است تعیین شود. به عنوان یک قاعده، سرعت عناصر در طول مسیر حرکت در نظر گرفته می شود. در این حالت، مقدار شی مورد مطالعه به عنوان مسیر طی شده در یک واحد زمان تعیین می شود. به عبارت دیگر برای یافتن ضریب صحیح مسیر حرکت باید مسیر جسم را بر زمانی که طی آن طی شده تقسیم کرد.

تعریف 3

سرعت لحظه ای سرعت یک نقطه در یک لحظه خاص از زمان یا در یک نقطه خاص از مسیر است.

این یک کمیت فیزیکی برداری است که از نظر عددی برابر با حدی است که به آن می رسد سرعت متوسطبرای مدت زمان بسیار کوتاه مسیر نشان داده شده اولین مشتق بردار با توجه به زمان است. بردار سرعت لحظه ای به صورت مماس بر خط حرکت بدن در جهت حرکت بعدی آن تعیین می شود.

این مقدار نمایش دقیقی از حرکت یک جسم به داخل می دهد این لحظهزمان.

به عنوان مثال، در طول سفر در یک ماشین در یک نقطه خاص از زمان، راننده به سرعت سنج نگاه می کند و می بیند که صفحه نمایش 100 کیلومتر در ساعت را نشان می دهد. سپس پیکان به 90 کیلومتر در ساعت اشاره می کند و پس از چند دقیقه - 110 کیلومتر در ساعت.

تبصره 1

مقدار سرعت لحظه ای حمل و نقل در نقاط خاصی از زمان، قرائت های دریافتی ابزار است.

آیا معنای فیزیکی در مفهوم "سرعت لحظه ای" وجود دارد؟ این اصطلاح با تغییر در حرکت عناصر در فضا مشخص می شود. اما برای اینکه بفهمیم مکان آن چگونه تغییر کرده است، باید حرکت را در یک بازه زمانی مشخص مشاهده کرد.

حتی پیشرفته‌ترین دستگاه‌های اندازه‌گیری سرعت، حرکت را در یک بازه زمانی مشخص - یک بازه زمانی محدود، اندازه‌گیری می‌کنند. تعریف «سرعت بدن در لحظه» از نظر فیزیک صحیح تلقی نمی شود. با این حال، این پایان نامه است که در محاسبات ریاضی بسیار راحت است، بنابراین همیشه از آن استفاده می شود.

قانون جمع سرعت ها

سرعت هر جسم فیزیکی نسبت به مفهوم ثابت مرجع همیشه برابر است با مجموع بردار حرکت عناصر نسبت به سیستم متحرک. این نظریه به تعیین دقیق مکان یک شی در یک دوره زمانی خاص کمک می کند.

برای درک این قانون باید دو چارچوب مرجع را در نظر گرفت که یکی از آنها با نقطه مرجع ثابت $O$ همراه است. این مفهوم را با $K$ نشان می دهیم که ثابت نامیده می شود.

سیستم دوم که با $K'$ نشان داده می شود و نسبت به بدن $O$ با سرعت $ \bar(u)$ حرکت می کند - به عنوان متحرک در نظر گرفته می شود.

باید درک کرد که سرعت یک کمیت برداری است. فقط می توان جهت سرعت بردار را از مسیر حرکت تعیین کرد. بردار سرعت به صورت مماس به مسیری که جسم از آن عبور می کند، که در حال حاضر در حال حرکت است، هدایت می شود.

سرعت منفی

تبصره 2

در صورتی که جسم در جهت مخالف محور مختصات در چارچوب مرجع انتخاب شده حرکت کند، سرعت بدنه می تواند منفی باشد.

یک دانشمند بریتانیایی به نام روبرتا بوید توانست سرعت "منفی" را به پرتو نور اختصاص دهد که در آن اوج پالس به سمت منبع حرکت می کند و از آن دور نمی شود. جالب اینجاست که اگر محیط را به روش خاصی تغییر دهید و نور را از آن عبور دهید، می توانید به راحتی سرعت پالس نور را کنترل کنید - ده ها هزار بار آن را "یخ زده" یا کاهش دهید، یا حتی آن را به طور کلی متوقف کنید.

در این جنبه، ما در مورد سرعت گروهی صحبت می کنیم که سرعت انتشار یک پرتو پالس نور را تعیین می کند. به دلیل پراکندگی، این عنصر می تواند چندین مرتبه قدر کندتر از هر فوتون منفرد حرکت کند و بالعکس - سریعتر از سرعت نور در خلاء.

که در این موردما در مورد نقض قوانین طبیعت صحبت نمی کنیم، زیرا اولین فوتون ها در ضربه به پایان می رسند، نه " سریعتر از نور". در مورد توقف پرتو نور، لازم است در مورد جذب پالس توسط محیط آماده شده با انتشار مجدد صحبت شود. این همه را نجات می دهد پارامترهای مهمجسم اصلی، "تا آخرین فوتون".

این موضوع نه تنها برای دانش آموزان دبیرستانی، بلکه حتی برای بزرگسالان نیز مفید خواهد بود. علاوه بر این، این مقاله برای والدینی که می خواهند چیزهای ساده ای از علوم طبیعی را برای فرزندان خود توضیح دهند، جالب خواهد بود. در میان بسیار موضوعات مهمسرعت در فیزیک است

اغلب، دانش‌آموزان نمی‌توانند بفهمند که چگونه مسائل را حل کنند، بین انواع سرعت‌های موجود تمایز قائل شوند و حتی درک تعاریف علمی دشوارتر است. در اینجا ما همه چیز را به زبانی در دسترس تر در نظر خواهیم گرفت، به طوری که همه چیز نه تنها واضح، بلکه حتی جالب است. اما هنوز باید برخی چیزها را به خاطر بسپارید، زیرا علم فنی(فیزیک و ریاضی) نیاز به حفظ فرمول ها، واحدهای اندازه گیری و البته معانی نمادها در هر فرمول دارد.

کجا پیدا می شود؟

برای شروع، بیاد بیاوریم که این مبحث به بخشی از فیزیک به عنوان مکانیک، زیربخش "سینماتیک" اشاره دارد. علاوه بر این، مطالعه سرعت به اینجا ختم نمی شود، در بخش های زیر خواهد بود:

اپتیک،
ارتعاشات و امواج
ترمودینامیک،
فیزیک کوانتومی و غیره

همچنین مفهوم سرعت در شیمی، زیست شناسی، جغرافیا، علوم کامپیوتر یافت می شود. در فیزیک، موضوع "سرعت" بیشتر اتفاق می افتد و به طور عمیق مورد مطالعه قرار می گیرد.

علاوه بر این، این کلمه در زندگی روزمره توسط همه ما به خصوص در بین رانندگان، رانندگان استفاده می شود تکنولوژی حمل و نقل. حتی آشپزهای با تجربه هم گاهی از عبارتی مانند سفیده تخم مرغ را با همزن با سرعت متوسط بزنید.

سرعت چیست؟

سرعت در فیزیک یک کمیت سینماتیکی است. یعنی مسافت طی شده توسط یک جسم در یک بازه زمانی معین. فرض کنید یک مرد جوان از خانه به یک فروشگاه حرکت می کند و دویست متر را در یک دقیقه طی می کند. برعکس، مادربزرگ پیرش عبور خواهد کردهمان مسیر در شش دقیقه در گام های کوچک. یعنی پسر بسیار سریعتر از بستگان مسن خود حرکت می کند ، زیرا سرعت او بسیار بیشتر است و گام های بلند بسیار سریع برمی دارد.

همین امر در مورد خودرو نیز صدق می کند: یک خودرو سریعتر و دیگری کندتر می رود زیرا سرعت ها متفاوت است. بعداً نمونه های متعددی را در رابطه با این مفهوم بررسی خواهیم کرد.

فرمول

در درس در مدرسه، فرمول سرعت در فیزیک لزوما در نظر گرفته می شود تا حل مسائل راحت باشد.

V به ترتیب سرعت حرکت است.
S فاصله ای است که بدن هنگام حرکت از یک نقطه در فضا به نقطه دیگر طی می کند.
t - زمان سفر.

شما باید فرمول را به خاطر بسپارید، زیرا در آینده هنگام حل بسیاری از مشکلات مفید خواهد بود و نه تنها. برای مثال، ممکن است تعجب کنید که چقدر سریع می توانید از خانه به محل کار یا مدرسه بروید. اما می توانید از قبل با استفاده از نقشه روی تلفن هوشمند یا رایانه خود یا با استفاده از نسخه کاغذی، دانستن مقیاس و همراه داشتن یک خط کش، فاصله را دریابید. در مرحله بعد، زمان قبل از شروع حرکت را یادداشت می کنید. با رسیدن به مقصد، ببینید چند دقیقه یا چند ساعت بدون توقف گذشت.

چه چیزی اندازه گیری می شود؟

سرعت اغلب با استفاده از سیستم واحدهای SI اندازه گیری می شود. در زیر نه تنها واحدها، بلکه نمونه هایی از کاربرد آنها نیز وجود دارد:

کیلومتر در ساعت (کیلومتر در ساعت) - حمل و نقل؛
متر بر ثانیه (متر در ثانیه) - باد؛
کیلومتر در ثانیه (کیلومتر در ثانیه) - اشیاء فضایی، موشک.
میلی متر در ساعت (میلی متر در ساعت) - مایعات.

بیایید ابتدا بفهمیم که خط کسری از کجا آمده است و چرا واحد اندازه گیری دقیقاً همین است. به فرمول فیزیک سرعت دقت کنید. چی میبینی؟ صورتگر S (فاصله، مسیر) است. مسافت چگونه اندازه گیری می شود؟ بر حسب کیلومتر، متر، میلی متر. در مخرج، به ترتیب، t (زمان) - ساعت، دقیقه، ثانیه. از این رو، واحدهای اندازه گیری کمیت دقیقاً همان چیزی است که در ابتدای این بخش ارائه شده است.

بیایید مطالعه فرمول سرعت در فیزیک را با شما ادغام کنیم: بدن در یک دوره زمانی خاص بر چه فاصله ای غلبه خواهد کرد؟ مثلاً یک نفر در عرض 1 ساعت 5 کیلومتر راه می رود. مجموع: سرعت یک فرد 5 کیلومتر در ساعت است.

به چه چیزی بستگی دارد؟

اغلب معلمان این سوال را از دانش آموزان می پرسند: "چه چیزی سرعت را تعیین می کند؟". دانش آموزان اغلب گم می شوند و نمی دانند چه بگویند. در واقع همه چیز بسیار ساده است. فقط به فرمول نگاه کنید تا یک اشاره ظاهر شود. سرعت یک جسم در فیزیک به زمان حرکت و فاصله بستگی دارد. اگر حداقل یکی از این پارامترها ناشناخته باشد، حل مشکل غیرممکن خواهد بود. علاوه بر این، انواع دیگری از سرعت ها را می توان در مثال یافت که در بخش های بعدی این مقاله مورد بحث قرار خواهد گرفت.

در بسیاری از وظایف در سینماتیک، شما باید نمودارهای وابستگی بسازید، که در آن محور X زمان و محور Y مسافت، مسیر است. از روی چنین تصاویری می توان به راحتی ماهیت سرعت حرکت را ارزیابی کرد. شایان ذکر است که در بسیاری از مشاغل مرتبط با حمل و نقل، ماشین های الکتریکی اغلب از گرافیک استفاده می کنند. مثلا در راه آهن.

در زمان مناسب، سرعت را اندازه گیری کنید

موضوع دیگری وجود دارد که دانش آموزان دبیرستانی را می ترساند - سرعت آنی. در فیزیک، این مفهوم به عنوان تعریفی از بزرگی سرعت در یک دوره زمانی آنی رخ می دهد.

بیایید به یک مثال ساده نگاه کنیم: راننده در حال رانندگی یک قطار است، دستیار او هر از گاهی سرعت را تماشا می کند. شما می توانید آن را از دور ببینید. شما باید بررسی کنید قطار با چه سرعتی در حال حرکت است. دستیار راننده در ساعت 16:00 سرعت را 117 کیلومتر در ساعت گزارش می دهد. این سرعت لحظه ای است که دقیقا در ساعت 4 بعد از ظهر ثبت شده است. سه دقیقه بعد سرعت به 98 کیلومتر در ساعت رسید. این نیز سرعت لحظه ای نسبت به 16 ساعت 03 دقیقه است.

شروع حرکت

بدون سرعت اولیه، فیزیک تقریباً هیچ حرکتی از تجهیزات حمل و نقل را نشان نمی دهد. این پارامتر چیست؟ این سرعتی است که جسم شروع به حرکت می کند. فرض کنید یک خودرو نمی تواند بلافاصله با سرعت 50 کیلومتر در ساعت حرکت کند. او نیاز به سرعت بخشیدن دارد. هنگامی که راننده پدال را فشار می دهد، ماشین شروع به حرکت نرم می کند، مثلاً ابتدا با سرعت 5 کیلومتر در ساعت، سپس به تدریج 10 کیلومتر در ساعت، 20 کیلومتر در ساعت و غیره (5 کیلومتر در ساعت سرعت اولیه است). ).

البته میتونی درست کنی شروع ناگهانیکه برای دوندگان-ورزشکاران هنگام ضربه زدن به توپ تنیس با راکت اتفاق می افتد، اما هنوز هم همیشه یک سرعت اولیه وجود دارد. طبق استانداردهای ما، فقط ستارگان، سیارات و ماهواره های کهکشان ما آن را ندارند، زیرا ما نمی دانیم این حرکت چه زمانی و چگونه آغاز شد. در واقع، تا زمان مرگ، اشیاء فضایی نمی توانند متوقف شوند، آنها همیشه در حرکت هستند.

سرعت یکنواخت

سرعت در فیزیک ترکیبی از پدیده ها و ویژگی های فردی است. حرکت یکنواخت و غیر یکنواخت، منحنی و مستطیل نیز وجود دارد. بیایید مثالی بزنیم: شخصی با همان سرعت در امتداد یک جاده مستقیم راه می رود و از نقطه A تا نقطه B به فاصله 100 متری غلبه می کند.

از یک طرف، می توان آن را سرعت مستقیم و یکنواخت نامید. اما اگر سنسورهای سرعت و مسیر بسیار دقیق را به یک شخص متصل کنید، می بینید که هنوز تفاوت وجود دارد. سرعت ناهموار زمانی است که سرعت به طور منظم یا دائم تغییر می کند.

در زندگی روزمره و تکنولوژی

سرعت حرکت در فیزیک در همه جا وجود دارد. حتی میکروارگانیسم ها حرکت می کنند، البته با سرعت بسیار پایین. شایان ذکر است که چرخش وجود دارد که با سرعت نیز مشخص می شود، اما دارای یک واحد اندازه گیری - دور در دقیقه (دور در دقیقه) است. به عنوان مثال، سرعت چرخش درام به داخل ماشین لباسشویی. این واحداندازه گیری در هر مکانی که مکانیسم ها و ماشین آلات (موتورها، موتورها) وجود دارد استفاده می شود.

در جغرافیا و شیمی

حتی آب هم سرعت حرکت دارد. فیزیک فقط یک علم فرعی در زمینه فرآیندهای رخ داده در طبیعت است. به عنوان مثال، سرعت باد، امواج در دریا - همه اینها با پارامترهای فیزیکی معمول، مقادیر اندازه گیری می شود.

مطمئناً بسیاری از شما با عبارت «سرعت یک واکنش شیمیایی» آشنا هستید. فقط در شیمی معنای متفاوتی دارد، زیرا به این معنی است که این یا آن فرآیند چقدر طول خواهد کشید. به عنوان مثال، اگر ظرف را تکان دهید، پرمنگنات پتاسیم سریعتر در آب حل می شود.

سرعت خفا

پدیده های نامرئی وجود دارد. به عنوان مثال، ما نمی توانیم ببینیم که ذرات نور، تابش های مختلف چگونه حرکت می کنند، صدا چگونه منتشر می شود. اما اگر حرکت ذرات آنها وجود نداشت، هیچ یک از این پدیده ها در طبیعت وجود نداشت.

علوم کامپیوتر

تقریباً هر فرد مدرن هنگام کار بر روی رایانه با مفهوم "سرعت" روبرو می شود:

سرعت اینترنت؛
سرعت بارگذاری صفحه؛
سرعت بارگذاری پردازنده و غیره

تعداد زیادی مثال از سرعت حرکت در فیزیک وجود دارد.

مقاله را با دقت بخوانید، با مفهوم سرعت آشنا شدید، فهمیدید که چیست. اجازه دهید این مطالب به شما کمک کند بخش "مکانیک" را عمیقاً مطالعه کنید، به آن علاقه نشان دهید و هنگام پاسخ دادن در دروس بر ترس غلبه کنید. از این گذشته، سرعت در فیزیک یک مفهوم رایج است که به راحتی قابل یادآوری است.

فکر می‌کنید چه کسی سریع‌تر حرکت می‌کند، کشاورز واسچکین، ماشین رنو یا هواپیمای بوئینگ؟ کدام یک از آنها سریعتر از مسکو به کراسنودار می رسند؟ پاسخ واضح است رنو سریعتر از Vasechkin است، اما کندتر از Boeing.

سرعت در فیزیک: چگونه سرعت را پیدا کنیم؟

در کلاس هفتم مفهوم سرعت در درس فیزیک مطرح می شود. بدون شک، همه دانش آموزان در این لحظه از قبل با این کلمه آشنا هستند و معنی آن را درک می کنند.

آنها همچنین می دانند که سرعت بر حسب کیلومتر در ساعت اندازه گیری می شود و با حرف V نشان داده می شود.

اما بعید است که آنها بتوانند به طور منسجم توضیح دهند که سرعت در فیزیک چیست، واحدهای سرعت چیست. به همین دلیل است که این مفهوم به ظاهر ساده نیاز به توضیح و تحلیل دارد.

در فیزیک، سرعت حرکت Vasechkin، Renault و Boeing سرعت آنها را نامید.و این سرعت مشخص می کند که هر یک از شرکت کنندگان این سفر در واحد زمان بر کدام مسیر غلبه می کنند. و اگر در طول پرواز بر مسافت 1350 کیلومتری بین مسکو و کراسنودار در دو ساعت غلبه کنیم، با ماشین کمتر از 15 ساعت زمان نیاز نداریم، سپس واسچکین بی پروا می تواند تمام تعطیلات خود را با سرعت پیاده روی کند و پیاده روی کند. فقط برای اینکه مادرشوهرم را ببوسم، پنکیک بخورم و هواپیما را به مقصد مسکو بگیرم تا روز دوشنبه سر وقت کار باشم، به آن مکان برسید.

بر این اساس، در هر واحد زمان در ساعت، هواپیما 670 کیلومتر، خودرو 90 کیلومتر و توریست واسچکین تا پنج کیلومتر از جاده را تکان می دهد. و بعد می گویند سرعت هواپیما 670 کیلومتر در ساعت، ماشین 90 کیلومتر و عابر پیاده 5 کیلومتر در ساعت است. یعنی سرعت با تقسیم مسافت طی شده در واحد زمان بر ساعت، دقیقه یا ثانیه تعیین می شود.

واحدهای سرعت

در عمل از واحدهایی مانند km/h، m/s و برخی دیگر استفاده می شود. آنها سرعت را با حرف v، فاصله را با حرف s و زمان را با حرف t نشان می دهند. فرمول یافتن سرعت در فیزیکبه نظر می رسد که:

V = s / t،

جایی که s مسافت طی شده است
t زمان صرف شده برای غلبه بر این مسیر است

و اگر لازم باشد سرعت را نه بر حسب کیلومتر در ساعت، بلکه بر حسب متر بر ثانیه محاسبه کنیم، محاسبه مجدد به شرح زیر انجام می شود. از آنجایی که 1 کیلومتر = 1000 متر، و 1 ساعت = 60 دقیقه = 3600 ثانیه، می توانیم بنویسیم: 1 کیلومتر در ساعت = (1000 متر) / (3600 ثانیه). و سپس سرعت هواپیما برابر خواهد بود: 670 کیلومتر در ساعت \u003d 670 × (1000 متر) / (3600 ثانیه) \u003d 186 متر در ثانیه

سرعت متوسط در فیزیک

به یک نکته دیگر توجه کنیم. در مثال ما، راننده ماشین با سرعت 90 کیلومتر در ساعت رانندگی می کرد. در بزرگراه می توانست برای مدت طولانی با آن سرعت یکنواخت رانندگی کند. اما با عبور از شهرهای مختلف در طول مسیر، یا پشت چراغ راهنمایی توقف می کرد، یا در راهبندان می خزید، یا در چند لحظه کوتاه سرعت خوبی می گرفت.

آن ها سرعت او در نقاط مختلف مسیر ناهموار بود. در این حالت مفهوم سرعت متوسط معرفی می شود. سرعت متوسط در فیزیک با V نشان داده می شود _avو همان سرعت با حرکت یکنواخت در نظر گرفته می شود. فقط مسافت کل سفر را بگیرید و بر کل زمان تقسیم کنید.

سرعتمشخصه کمی حرکت بدن است.

سرعت متوسطیک کمیت فیزیکی برابر با نسبت بردار جابجایی نقطه به فاصله زمانی Δt است که طی آن این جابجایی رخ داده است. جهت بردار سرعت متوسط با جهت بردار جابجایی منطبق است. سرعت متوسط با فرمول تعیین می شود:

سرعت فوری، یعنی سرعت در یک لحظه معین از زمان یک کمیت فیزیکی است برابر با حدی که سرعت متوسط با کاهش بی نهایت در بازه زمانی Δt به آن میل می کند:

به عبارت دیگر، سرعت لحظه ای در یک لحظه معین از زمان، نسبت یک حرکت بسیار کوچک به یک دوره زمانی بسیار کوچک است که در طی آن این حرکت رخ داده است.

بردار سرعت لحظه ای به صورت مماس بر مسیر حرکت جسم هدایت می شود (شکل 1.6).

برنج. 1.6. بردار سرعت لحظه ای.

در سیستم SI سرعت بر حسب متر بر ثانیه اندازه گیری می شود، یعنی واحد سرعت را سرعت چنین حرکت یکنواخت یکنواختی می دانند که در آن بدن در یک ثانیه مسافت یک متر را طی می کند. واحد سرعت مشخص می شود ام‌اس. اغلب سرعت در واحدهای دیگر اندازه گیری می شود. به عنوان مثال، هنگام اندازه گیری سرعت ماشین، قطار و غیره. واحد اندازه گیری که معمولاً استفاده می شود کیلومتر در ساعت است:

1 کیلومتر در ساعت = 1000 متر / 3600 ثانیه = 1 متر / 3.6 ثانیه

1 متر بر ثانیه = 3600 کیلومتر / 1000 ساعت = 3.6 کیلومتر در ساعت

اضافه شدن سرعت ها

سرعت بدن در سیستم های مختلفمرجع کلاسیک را به هم متصل می کند قانون جمع سرعت.

سرعت بدن نسبت به چارچوب مرجع ثابتبرابر است با مجموع سرعت های جسم در چارچوب مرجع متحرکو متحرک ترین چارچوب مرجع نسبت به ثابت.

مثلا، قطار مسافربریدر طول راه آهن با سرعت 60 کیلومتر در ساعت حرکت می کند. فردی با سرعت 5 کیلومتر در ساعت در کالسکه این قطار قدم می زند. اگر راه آهن را بی حرکت در نظر بگیریم و آن را به عنوان چارچوب مرجع در نظر بگیریم، سرعت یک فرد نسبت به چارچوب مرجع (یعنی نسبت به راه آهن) برابر با اضافه شدن سرعت قطار و شخص خواهد بود یعنی

60 + 5 = 65 اگر فرد در همان جهت قطار راه می رود

60 - 5 = 55 اگر شخص و قطار در جهات مختلف حرکت کنند

با این حال، این تنها در صورتی صادق است که شخص و قطار در یک خط حرکت کنند. اگر فردی در یک زاویه حرکت کند، این زاویه باید در نظر گرفته شود، به یاد داشته باشید که سرعت است کمیت برداری.

حالا بیایید به مثالی که در بالا توضیح داده شد با جزئیات بیشتر نگاه کنیم - با جزئیات و تصاویر.

بنابراین، در مورد ما، راه آهن است چارچوب مرجع ثابت. قطاری که در این جاده در حال حرکت است چارچوب مرجع متحرک. ماشینی که فرد روی آن راه می رود بخشی از قطار است.

بیایید سیستم مختصات XOY را با سیستم مرجع ثابت (شکل 1.7) و سیستم مختصات XP O P Y P را با سیستم مرجع متحرک مرتبط کنیم (به بخش سیستم مرجع نیز مراجعه کنید). و اکنون بیایید سعی کنیم سرعت یک فرد را نسبت به یک چارچوب مرجع ثابت، یعنی نسبت به راه آهن پیدا کنیم.