Kas ir ātruma definīcija. Kā definēt ātrumu fizikā

Ātrums:

• Ātrums ir vektora lielums, kas raksturo kustības ātrumu un kustības virzienu.
• Ātrums(inženierzinātnēs) - griezes momenta, ātruma un kustības virziena izmaiņu pakāpe, ko pārraida no dzinēja uz riteni (darba korpusu), mainot transmisijas raksturlielumus (piemēram, mainot pārnesumu attiecību).
• Ātrums ir sava veida kāpšana.
• Ātrums - krievu pauspapīrs no angļu valodas. ātrumu- tas pats, kas ātrums, ātrums - slenga nosaukums psihostimulējošo amfetamīnu veidam.
• Ātrums - padomju nosaukums raķešu sistēma 15P666 ar vidēja darbības rādiusa raķeti.

Filmas

• Ātrums — filma (PSRS), 1983. gads.
• Ātrums — filma (ASV), 1994. gads.
• Ātrums 2: Kruīza kontrole — filma (ASV), 1997. gads.

Ātrumu pievienošana

Pārskatot sarežģīta kustība(kad punkts vai ķermenis pārvietojas vienā atskaites sistēmā, un šī atskaites sistēma, savukārt, pārvietojas attiecībā pret citu kadru), rodas jautājums par ātrumu attiecībām divos atskaites sistēmās.

klasiskā mehānika

Galvenais raksts: Ātruma saskaitīšanas teorēma

Klasiskajā mehānikā absolūtais ātrums punkts ir vienāds ar tā relatīvo un translācijas ātrumu vektoru summu:

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

Šī vienlīdzība ir ātrumu saskaitīšanas teorēmas apgalvojuma saturs.

Vienkāršā valodā: Ķermeņa ātrums attiecībā pret fiksēto atskaites sistēmu ir vienāds ar šī ķermeņa ātruma vektora summu attiecībā pret kustīgo atskaites sistēmu un šī kustīgā atskaites sistēmas punkta ātruma (attiecībā pret fiksēto rāmi) summu. pie kura Šis brīdis laiks ir ķermenis.

Piemēri

1. Mutas absolūtais ātrums, kas rāpo pa rotējoša gramofona ieraksta rādiusu, ir vienāds ar tās kustības ātruma summu attiecībā pret ierakstu un ātrumu, kāds ir ieraksta punktam zem mušas attiecībā pret zemi (tas ir , no kuras ieraksts to pārnēsā tā rotācijas dēļ).
2. Ja cilvēks iet pa automašīnas koridoru ar ātrumu 5 kilometri stundā attiecībā pret automašīnu un automašīna pārvietojas ar ātrumu 50 kilometri stundā attiecībā pret Zemi, tad cilvēks pārvietojas attiecībā pret Zemi ar ātrumu 5 kilometri stundā. ātrums 50 + 5 = 55 kilometri stundā, ejot vilciena virzienā, un ar ātrumu 50 - 5 = 45 kilometri stundā, kad viņš dodas pretējā virzienā. Ja cilvēks vagonu koridorā pārvietojas attiecībā pret Zemi ar ātrumu 55 kilometri stundā, bet vilciens ar ātrumu 50 kilometri stundā, tad cilvēka ātrums attiecībā pret vilcienu ir 55 - 50 = 5 kilometri. stundā.
3. Ja viļņi pārvietojas attiecībā pret krastu ar ātrumu 30 kilometri stundā, un kuģis arī ar ātrumu 30 kilometri stundā, tad viļņi pārvietojas attiecībā pret kuģi ar ātrumu 30 - 30 = 0 kilometri stundā. , tas ir, tie kļūst nekustīgi attiecībā pret kuģi.

Relativistiskā mehānika

19. gadsimtā fizika saskārās ar problēmu paplašināt šo noteikumu, lai pievienotu ātrumu optiskajiem (elektromagnētiskajiem) procesiem. Būtībā notika konflikts starp divām klasiskās mehānikas idejām (pirmā ir Ņūtona teorijas Telpas laiks, otrais ir relativitātes princips), kas pārnests uz jauna zona- Elektromagnētisko procesu teorija.

Piemēram, ja mēs ņemam vērā viļņu piemēru uz ūdens virsmas no iepriekšējās sadaļas un mēģināsim vispārināt elektromagnētiskie viļņi, tad iegūstam pretrunu ar novērojumiem (skat., piemēram, Miķelsona eksperimentu).

Klasiskais ātrumu pievienošanas noteikums atbilst koordinātu pārveidošanai no vienas asu sistēmas uz citu sistēmu, pārvietojoties attiecībā pret pirmo bez paātrinājuma. Ja ar šādu transformāciju saglabājam vienlaicības jēdzienu, tas ir, divus notikumus varam uzskatīt par vienlaicīgiem ne tikai tad, kad tie reģistrēti vienā koordinātu sistēmā, bet arī jebkurā citā inerciālajā sistēmā, tad transformācijas tiek sauktas. Galilejas. Turklāt ar Galilejas transformācijām telpiskais attālums starp diviem punktiem - starpība starp to koordinātām vienā inerciālajā atskaites sistēmā - vienmēr ir vienāds ar attālumu citā inerciālajā sistēmā.

Otra ideja ir relativitātes princips. Atrodoties uz kuģa, kas pārvietojas vienmērīgi un taisni, nav iespējams noteikt tā kustību ar iekšējiem mehāniskiem efektiem. Vai šis princips attiecas uz optiskajiem efektiem? Vai ir iespējams noteikt sistēmas absolūto kustību no šīs kustības radītā optiskā vai, kas ir tas pats, elektrodinamiskā efekta? Intuīcija (diezgan skaidri saistīta ar klasiskais princips relativitāte) saka, ka absolūto kustību nevar noteikt ar jebkāda veida novērojumiem. Bet, ja gaisma izplatās ar noteiktu ātrumu attiecībā pret katru kustīgo inerciālo kadru, tad šis ātrums mainīsies, pārejot no viena kadra uz otru. Tas izriet no klasiskā ātruma pievienošanas likuma. Matemātiski runājot, gaismas ātruma lielums Galilejas transformācijās nebūs nemainīgs. Tas pārkāpj relativitātes principu, pareizāk sakot, neļauj attiecināt relativitātes principu uz optiskajiem procesiem. Tādējādi elektrodinamika iznīcināja saikni starp diviem šķietami acīmredzamiem klasiskās fizikas noteikumiem - ātrumu saskaitīšanas likumu un relativitātes principu. Turklāt šīs divas pozīcijas, ko piemēro elektrodinamikai, izrādījās nesavienojamas.

Speciālā relativitātes teorija sniedz atbildi uz šo jautājumu. Tas paplašina relativitātes principa jēdzienu, attiecinot to arī uz optiskajiem procesiem. Tajā pašā laikā īpašā relativitātes teorija radikāli maina telpas un laika jēdzienu. Šajā gadījumā ātrumu pievienošanas noteikums netiek pilnībā atcelts, bet tikai precizēts lieli ātrumi izmantojot Lorenca transformāciju:

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))))).

Redzams, ka gadījumā, ja v / c → 0 (\displaystyle v/c\rightarrow 0) , Lorenca transformācijas pārvēršas Galilejas transformācijās. Tas liek domāt, ka mehānika speciālajā relativitātes teorijā samazinās līdz Ņūtona mehānikai ar ātrumu, kas ir mazs salīdzinājumā ar gaismas ātrumu. Tas izskaidro, kā speciālā relativitātes teorija un klasiskā mehānika ir saistītas – pirmā ir otrās vispārinājums.

Par šo tēmu ir wikigrāmata
"Ātrumu pievienošana"

Fizika. Sniedziet ķermeņa ātruma definīciju un formulu

Aleksandra Romanova

Ķermeņa ātrums ir vektora lielums, kas vienāds ar ķermeņa noteiktā laika periodā noietā ceļa attiecību pret šī laika perioda vērtību. v=s/t.
1. Ļaujiet ķermenim kustēties taisnā līnijā un vienmērīgi. Tad tā ātrums tiek attēlots ar nemainīgu vērtību, laika gaitā nemainās: v = const. Ātruma formula ir v=v(const), kur v(const) ir noteikta vērtība.
2. Ļaujiet ķermenim vienmērīgi kustēties (vienmērīgi paātrināti vai vienmērīgi palēnināti). Parasti viņi runā tikai par vienmērīgi paātrinātu kustību, bet vienmērīgi palēninātā paātrinājumā ir negatīvs. Paātrinājumu parasti apzīmē ar burtu a. Tad ātrumu izsaka kā lineāru laika atkarību: v=v0+a·t, kur v0 ir sākuma ātrums, a ir paātrinājums, t ir laiks.
3. Ļaujiet ķermenim kustēties pa apli ar nemainīgu moduļa ātrumu. Šajā gadījumā tam ir centripetālais paātrinājums a(c), kas vērsts uz apļa centru. To sauc arī par parasto paātrinājumu a(n). Lineārais ātrums un centripetālais paātrinājums ir saistīti ar attiecību a=v²/R, kur R ir apļa rādiuss, pa kuru kustas ķermenis.

Aleksejs

ātrums - vektorfizikāls lielums, kas raksturo materiāla punkta kustības ātrumu un kustības virzienu telpā attiecībā pret izvēlēto atskaites sistēmu.
un formula ir atkarīga no kustības veida: ja jums ir vienmērīgi paātrināta kustība, tad v=v0+at. kur a ir paātrinājums un t ir laiks. ja jums ir vienmērīga kustība, tad s=vt, kur v=s/t.

Pastāsti man, kas ir ātrums (definīcija) un ātruma noteikšanas ierīce. (FIZIKA)

Tamāra

Ātrums ir ķermeņa kustības kvantitatīvs raksturlielums. Ātrums raksturo ķermeņa kustības ātrumu un virzienu noteiktā laikā. Ātrumu mēra m/s (metrs sekundē). Ir ierīces, kas var izmērīt ātrumu.
Spidometrs (no angļu speed - speed un grieķu metreo - es mēru) ir ierīce, kas parāda automašīnas vai lokomotīves momentāno ātrumu.
Kuģa ātruma mērīšanai izmanto baļķi, kas izgudrots 1577. gadā. Ātruma mērvienība ir "mezgls", kas ir vienāds ar vienu jūras jūdzi stundā (apmēram 1,8 km/h).
Pirmo instrumentu vēja ātruma mērīšanai 1667. gadā izgudroja anglis Roberts Huks. Ierīci sauc par anemometru (grieķu anemos - vējš un metreo - es mēru.
Ierīci ūdens plūsmas ātruma mērīšanai sauc par pagrieziena galdu.

Veiksim eksperimentu. Uzstādiet uz ratiņiem pilinātāju (11. att.). Krāsaina šķidruma pilieni regulāri nokrīt no pilinātāja. Ja ratiņiem ir piestiprināta krava (kā parādīts 11. attēlā), tad pie noteiktas tās vērtības attālumi starp pēdām, ko atstāj pilienu uz papīra (ratiņiem kustoties), var izrādīties vienādi. Tas nozīmē, ka rati vienādos laika intervālos veic vienādus attālumus. Pagriežot pilinātāja krānu, lai pilieni kristu biežāk, mēs atkārtojam eksperimentu. Pilienu pēdas šajā gadījumā arī izrādās vienādā attālumā viena no otras, lai gan mazākas nekā pirmajā eksperimentā. Un tas nozīmē, ka ratiņi brauc vienus un tos pašus ceļus mazākos vienādos laika intervālos.

Ja ķermenis pārvieto vienus un tos pašus ceļus jebkuros vienādos laika intervālos, tad tā kustību sauc vienveidīgs.

Kustības ātrumu raksturo fizisks lielums, ko sauc par ātrumu. Ir zināms, ka lidmašīna pārvietojas ātrāk nekā automašīna, un mākslīgais Zemes pavadonis ir ātrāks par lidmašīnu.

Ātrumsķermenis plkst vienmērīga kustība parāda, cik tālu ķermenis veic laika vienībā. Piemēram, ja katrā stundā gājējs nobrauc 3 km un lidmašīna nolido 900 km, tad sakām, ka gājēja ātrums ir 3 km/h un lidmašīnas ātrums ir 900 km/h.

Ja ir zināms, ka viens un tas pats gājējs ik pēc divām stundām nobrauc 6 km, tad, lai noskaidrotu, kuru ceļu viņš veic 1 stundā, šie 6 km jādala ar 2 stundām. Šajā gadījumā atkal iegūstam 3 km/h .

Tātad, lai noteiktu ķermeņa ātrumu vienmērīgā kustībā, ķermeņa nobrauktais attālums ir jādala ar kustības laiku, t.i.

Apzīmēsim visus šajā izteiksmē iekļautos daudzumus ar latīņu burtiem:

s- ceļš, v- ātrums, t- laiks.

Tad ātruma atrašanas formulu var attēlot šādi:

SI ātruma mērvienība tiek ņemta par tādas vienmērīgas kustības ātrumu, kurā kustīgs ķermenis 1 s ir kā ceļš, kas vienāds ar 1 m. Šo vienību apzīmē vai 1 m / s (lasīt "metrs sekundē" ).

Praksē bieži tiek izmantota cita ātruma vienība: 1 km / h. Noskaidrosim attiecības starp dažādām ātruma vienībām. Tā kā 1 km = 1000 m un 1 h = 60 min = 3600 s, mēs varam rakstīt:

Apsveriet piemēru. Lai būtu nepieciešams izteikt gaisa kuģa ātrumu, kas vienāds ar 720 km/h, metros sekundē. Pārvēršot kilometrus metros un stundas sekundēs, mēs iegūstam

Ar vienmērīgu kustību ātruma skaitliskā vērtība nemainās. Ja, piemēram, ķermeņa ātrums ir 60 km/h, tad šī vērtība paliks nemainīga visu kustības laiku.

Taču, papildus skaitliskajai vērtībai, ātrumam ir arī savs virziens. Tāpēc attēlos ķermeņa ātrums attēlots kā bulta (12. att.). Bultiņa norāda ķermeņa ātruma (un līdz ar to arī kustības) virzienu.

Tiek saukti lielumi, kuriem ir virziens telpā vektoru lielumi vai vienkārši vektori. Ātrums ir vektora lielums. Vektora lielums, kā mēs redzēsim vēlāk, arī ir spēks. No otras puses, tādi lielumi kā masa, ceļš, tilpums nav vektori: tiem nav virziena telpā un tos raksturo tikai skaitliska vērtība.

2. tabulā parādītas dažu dabā sastopamo ātrumu vērtības.

2. tabula

Braukšanas ātrums, m/s

Ne visas 2. tabulā norādītās kustības ir vienādas. Tikai skaņa, gaisma un radioviļņi noteiktos apstākļos izplatās ar nemainīgs ātrums. Pārējo ķermeņu ātrums kustības procesā mainās. Tāpēc viņiem ir norādītas vidējās vai maksimālās vērtības, ko šīs iestādes var sasniegt.

Tiek sauktas kustības, kurās ķermeņa ātrums dažādās trajektorijas daļās ir atšķirīgs nevienmērīga.

Raksturīgas nevienmērīgas kustības Vidējais ātrums. Vidējais ātrums nevienmērīgas kustības tiek atrasts tāpat kā vienmērīgas kustības ātrums, t.i., ķermeņa noietais ceļš tiek dalīts ar kustības laiku: Tikai šajā gadījumā iegūtā vērtība var nesakrist ar ķermeņa ātrumu noteiktā trajektorijas posmos. Ar nevienmērīgu kustību ķermenim dažās vietās ir mazāks ātrums, citās - lielāks. Piemēram, vilciens, kas izbrauc no stacijas, sāk kustēties arvien ātrāk. Tuvojoties stacijai, viņš, gluži pretēji, palēnina savu kustību.

Tikai ar vienmērīgu kustību ķermeņa ātrumam visā trajektorijā ir nemainīga skaitliskā vērtība.

Zinot ķermeņa vienmērīgas kustības ātrumu un laiku, ir iespējams aprēķināt ķermeņa noieto ceļu. No formulas (6.1.) izriet, ka
(6.2)
Tātad, lai atrastu nobraukto attālumu ar vienmērīgu kustību, jāreizina ķermeņa ātrums ar kustības laiku.
Ja ir zināms ceļš un ātrums, tad var atrast kustības laiku. No formulas (6.2) iegūstam
(6.3)
Tātad, lai atrastu kustības laiku, ķermeņa nobrauktais attālums ir jāsadala ar tā ātrumu.

1. Kādu kustību sauc par vienotu? 2. Ko parāda vienmērīgas kustības ātrums? 3. Kā tiek noteikts ātrums vienmērīgā kustībā? 4. Kā tiek nobraukts attālums, ja ir zināms kustības ātrums un laiks? 5. Kā ir kustības laiks, ja ir zināms kustības ceļš un ātrums? 6. Kādu kustību sauc par nevienmērīgu? 7. Kā jāmaina 11. attēlā redzamā eksperimenta apstākļi, lai ratu kustība kļūtu nevienmērīga? Kā šajā gadījumā mainīsies attālumi starp krītošu pilienu atstātajām pēdām? 8. Kāds ir vidējais ātrums? 9. Kādus lielumus sauc par vektoriem? Kā viņi attēloti attēlos?
Eksperimentālie uzdevumi. 1. Nosakiet vidējo ātrumu, ar kādu skrienat 100 m 2. Ja jums mājās ir rotaļu pulksteņa mašīna, tad pēc nepieciešamo mērījumu veikšanas atrodiet vidējo ātrumu, ar kādu tas pārvietojas. Mērījumu un aprēķinu rezultātus ierakstiet piezīmju grāmatiņā.

Šī tēma būs noderīga ne tikai vidusskolēniem, bet pat pieaugušajiem. Turklāt raksts būs interesants vecākiem, kuri vēlas saviem bērniem izskaidrot vienkāršas lietas no dabaszinātnēm. Starp ļoti svarīgas tēmas ir ātrums fizikā.

Diezgan bieži skolēni nevar izdomāt, kā risināt problēmas, atšķirt pieejamos ātruma veidus, un vēl grūtāk ir saprast zinātniskās definīcijas. Šeit mēs visu apsvērsim pieejamākā valodā, lai viss būtu ne tikai skaidrs, bet pat interesants. Bet jums joprojām ir jāatceras dažas lietas, jo Tehniskā zinātne(fizika un matemātika) katrā formulā ir jāiegaumē formulas, mērvienības un, protams, simbolu nozīme.

Kur tas atrodams?

Sākumā atcerēsimies, ka šī tēma attiecas uz tādu fizikas sadaļu kā mehānika, apakšsadaļu "Kinemātika". Turklāt ātruma izpēte šeit nebeidzas, tas būs šādās sadaļās:

• optika,
• vibrācijas un viļņi
• termodinamika,
• kvantu fizika un tā tālāk.

Arī ātruma jēdziens ir atrodams ķīmijā, bioloģijā, ģeogrāfijā, datorzinātnēs. Fizikā tēma "ātrums" sastopama visbiežāk un tiek pētīta padziļināti.

Turklāt šo vārdu ikdienā lietojam mēs visi, īpaši autobraucēju, autovadītāju vidū transporta tehnoloģija. Pat pieredzējuši pavāri dažreiz lieto tādu frāzi kā "sakuļ olu baltumus ar mikseri vidējā ātrumā".

Kas ir ātrums?

Ātrums fizikā ir kinemātisks lielums. Tas nozīmē attālumu, ko ķermenis veicis noteiktā laika periodā. Teiksim, jauns vīrietis pārceļas no mājām uz veikalu, veicot divsimt metrus vienā minūtē. Gluži pretēji, viņa vecā vecmāmiņa paies garām tas pats maršruts sešās minūtēs maziem solīšiem. Tas ir, puisis pārvietojas daudz ātrāk nekā viņa vecāka gadagājuma radinieks, jo viņš daudz vairāk attīsta ātrumu, sperot ļoti ātrus garus soļus.

Tas pats attiecas uz automašīnu: viena automašīna brauc ātrāk, bet otra lēnāk, jo ātrumi ir atšķirīgi. Vēlāk mēs aplūkosim daudzus piemērus, kas saistīti ar šo koncepciju.

Formula

Skolas stundā obligāti tiek ņemta vērā ātruma formula fizikā, lai būtu ērti risināt problēmas.

• V ir attiecīgi kustības ātrums;
• S ir attālums, ko veic ķermenis, pārvietojoties no viena telpas punkta uz citu;
• t - brauciena laiks.

Jums vajadzētu atcerēties formulu, jo tā noderēs nākotnē, risinot daudzas problēmas un ne tikai. Piemēram, jūs varētu domāt, cik ātri varat nokļūt no mājām uz darbu vai skolu. Bet jūs varat uzzināt attālumu iepriekš, izmantojot karti viedtālrunī vai datorā vai papīra versiju, zinot mērogu un ņemot līdzi lineālu. Pēc tam atzīmējiet laiku, pirms sākat pārvietoties. Ierodoties galamērķī, skatiet, cik minūtes vai stundas pagāja, lai pagāja bez apstāšanās.

Kas tiek mērīts?

Ātrumu visbiežāk mēra, izmantojot SI vienību sistēmu. Tālāk ir norādītas ne tikai vienības, bet arī piemēri, kur tās tiek izmantotas:

• km/h (kilometrs stundā) - transports;
• m/s (metrs sekundē) - vējš;
• km/s (kilometrs sekundē) - kosmosa objekti, raķetes;
• mm/h (milimetrs stundā) - šķidrumi.

Vispirms noskaidrosim, no kurienes radusies daļlīnija un kāpēc mērvienība ir tieši tāda. Pievērsiet uzmanību ātruma fizikas formulai. Ko tu redzi? Skaitītājs ir S (attālums, ceļš). Kā tiek mērīts attālums? Kilometros, metros, milimetros. Saucējā attiecīgi t (laiks) - stundas, minūtes, sekundes. Tādējādi daudzuma mērvienības ir tieši tādas pašas kā šīs sadaļas sākumā.

Apvienosim ar jums ātruma formulas izpēti fizikā šādi: kādu attālumu ķermenis pārvarēs noteiktā laika periodā? Piemēram, cilvēks 1 stundā noiet 5 kilometrus. Kopā: cilvēka ātrums ir 5 km/h.

No kā tas ir atkarīgs?

Bieži skolotāji uzdod skolēniem jautājumu: "Kas nosaka ātrumu?". Studenti bieži apmaldās un nezina, ko teikt. Patiesībā viss ir ļoti vienkārši. Paskatieties uz formulu, lai parādītos mājiens. Ķermeņa ātrums fizikā ir atkarīgs no kustības laika un attāluma. Ja vismaz viens no šiem parametriem nav zināms, problēmu nebūs iespējams atrisināt. Turklāt piemērā var atrast citus ātruma veidus, kas tiks apspriesti turpmākajās šī raksta sadaļās.

Daudzos kinemātikas uzdevumos ir jāveido atkarības grafiki, kur X ass ir laiks, bet Y ass ir attālums, ceļš. Pēc šādiem attēliem var viegli novērtēt kustības ātruma raksturu. Ir vērts atzīmēt, ka daudzās profesijās, kas saistītas ar transportu, elektriskās mašīnas bieži izmanto grafiku. Piemēram, uz dzelzceļa.

Īstajā laikā izmēriet ātrumu

Ir vēl viena tēma, kas biedē vidusskolēnus – momentānais ātrums. Fizikā šis jēdziens rodas kā ātruma lieluma definīcija momentānā laika periodā.

Apskatīsim vienkāršu piemēru: mašīnists vada vilcienu, viņa palīgs ik pa laikam vēro ātrumu. To var redzēt tālumā. Jums vajadzētu pārbaudīt, cik ātri vilciens pārvietojas tieši tagad. Šofera palīgs pulksten 16:00 ziņo, ka ātrums ir 117 km/h. Tas ir momentānais ātrums, kas fiksēts tieši pulksten 16.00. Trīs minūtes vēlāk ātrums bija 98 km/h. Tas ir arī momentānais ātrums attiecībā pret 16 stundām 03 minūtēm.

Kustības sākums

Bez sākotnējā ātruma fizika neatspoguļo gandrīz nekādu transporta aprīkojuma kustību. Kas ir šis parametrs? Tas ir ātrums, ar kādu objekts sāk kustēties. Pieņemsim, ka automašīna nevar uzreiz sākt kustību ar ātrumu 50 km/h. Viņai jāpaātrina. Kad vadītājs nospiež pedāli, automašīna sāk kustēties vienmērīgi, piemēram, vispirms ar ātrumu 5 km/h, tad pakāpeniski 10 km/h, 20 km/h un tā tālāk (5 km/h ir sākotnējais ātrums ).

Protams, jūs varat pagatavot pēkšņs sākums, kas notiek ar skrējējiem-sportistiem, sitot tenisa bumbiņu ar raketi, bet tomēr vienmēr ir sākuma ātrums. Pēc mūsu standartiem tā nav tikai mūsu galaktikas zvaigznēm, planētām un satelītiem, jo ​​mēs nezinām, kad un kā sākās kustība. Patiešām, līdz nāvei kosmosa objekti nevar apstāties, tie vienmēr ir kustībā.

vienmērīgs ātrums

Ātrums fizikā ir atsevišķu parādību un īpašību kombinācija. Ir arī vienmērīga un nevienmērīga kustība, izliekta un taisna. Dosim piemēru: cilvēks iet pa taisnu ceļu ar tādu pašu ātrumu, pārvarot 100 metru attālumu no punkta A līdz punktam B.

No vienas puses, to var saukt par taisnu un vienmērīgu ātrumu. Bet, ja pieliek cilvēkam ļoti precīzus ātruma un maršruta sensorus, tad var redzēt, ka atšķirība tomēr ir. Nevienmērīgs ātrums ir tad, kad ātrums mainās regulāri vai pastāvīgi.

Ikdienā un tehnoloģijās

Kustības ātrums fizikā pastāv visur. Pat mikroorganismi pārvietojas, kaut arī ļoti lēni. Ir vērts atzīmēt, ka ir rotācija, ko raksturo arī ātrums, bet ir mērvienība - apgr./min (apgriezieni minūtē). Piemēram, cilindra griešanās ātrums veļas mašīna. Šī vienība mērījumus izmanto visur, kur ir mehānismi un mašīnas (dzinēji, motori).

Ģeogrāfijā un ķīmijā

Pat ūdenim ir kustības ātrums. Fizika ir tikai palīgzinātne dabā notiekošo procesu jomā. Piemēram, vēja ātrums, viļņi jūrā – to visu mēra pēc parastajiem fiziskajiem parametriem, daudzumiem.

Protams, daudzi no jums ir pazīstami ar frāzi "ķīmiskās reakcijas ātrums". Tikai ķīmijā tam ir cita nozīme, jo tas nozīmē, cik ilgi tas vai cits process notiks. Piemēram, kālija permanganāts ātrāk izšķīst ūdenī, ja jūs sakratat trauku.

Maskēšanās ātrums

Ir neredzamas parādības. Piemēram, mēs nevaram redzēt, kā pārvietojas gaismas daļiņas, dažādi starojumi, kā izplatās skaņa. Bet, ja nebūtu to daļiņu kustības, tad neviena no šīm parādībām dabā nepastāvētu.

Datorzinātne

Gandrīz katrs mūsdienu cilvēks, strādājot pie datora, saskaras ar jēdzienu "ātrums":

• interneta ātrums;
• lapas ielādes ātrums;
• procesora ielādes ātrums un tā tālāk.

Fizikā ir milzīgs skaits kustības ātruma piemēru.

Uzmanīgi izlasot rakstu, tu iepazinies ar ātruma jēdzienu, uzzināji, kas tas ir. Lai šis materiāls palīdz padziļināti apgūt sadaļu "Mehānika", izrādīt par to interesi un pārvarēt bailes, atbildot stundās. Galu galā ātrums fizikā ir izplatīts jēdziens, ko ir viegli atcerēties.

Ātrums ir ķermeņa kustības kvantitatīvs raksturlielums.

Vidējais ātrums ir fizikāls lielums, kas vienāds ar punkta nobīdes vektora attiecību pret laika intervālu Δt, kurā notikusi šī nobīde. Vidējā ātruma vektora virziens sakrīt ar nobīdes vektora virzienu Vidējo ātrumu nosaka pēc formulas:

Tūlītējs ātrums, tas ir, ātrums noteiktā laika momentā ir fizisks lielums, kas vienāds ar robežu, līdz kurai vidējam ātrumam ir tendence ar bezgalīgu laika intervāla Δt samazināšanos:

Citiem vārdiem sakot, momentānais ātrums noteiktā laika momentā ir ļoti mazas kustības attiecība pret ļoti mazu laika periodu, kurā šī kustība notika.

Momentānā ātruma vektors ir vērsts tangenciāli uz ķermeņa trajektoriju (1.6. att.).

Rīsi. 1.6. Momentānā ātruma vektors.

SI sistēmā ātrumu mēra metros sekundē, tas ir, par ātruma mērvienību uzskata tādas vienmērīgas taisnas kustības ātrumu, kurā vienā sekundē ķermenis veic viena metra attālumu. Tiek apzīmēta ātruma mērvienība jaunkundze. Bieži ātrumu mēra citās vienībās. Piemēram, mērot automašīnas, vilciena u.c. ātrumu. Parasti lietotā mērvienība ir kilometri stundā:

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

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

Ātrumu pievienošana

Ķermeņa ātrums iekšā dažādas sistēmas atsauce savieno klasisko ātrumu saskaitīšanas likums.

ķermeņa ātrums attiecībā pret fiksēts atskaites rāmis ir vienāds ar ķermeņa ātrumu summu iekšā kustīgs atskaites rāmis un vismobilākā atskaites sistēma attiecībā pret fiksēto.

Piemēram, pasažieru vilciens pārvietojas pa dzelzceļu ar ātrumu 60 km/h. Cilvēks iet pa šī vilciena vagonu ar ātrumu 5 km/h. Ja mēs uzskatām dzelzceļu par nekustīgu un uztveram to kā atskaites sistēmu, tad cilvēka ātrums attiecībā pret atskaites sistēmu (tas ir, attiecībā pret dzelzceļš), būs vienāds ar vilciena un personas ātrumu saskaitīšanu, tas ir

60 + 5 = 65, ja persona iet tajā pašā virzienā, kurā brauc vilciens

60 - 5 = 55, ja persona un vilciens pārvietojas dažādos virzienos

Tomēr tas ir taisnība tikai tad, ja persona un vilciens pārvietojas pa vienu līniju. Ja cilvēks kustas leņķī, tad ar šo leņķi būs jārēķinās, atceroties, ka ātrums ir vektora daudzums.

Tagad aplūkosim iepriekš aprakstīto piemēru sīkāk - ar detaļām un attēliem.

Tātad mūsu gadījumā dzelzceļš ir fiksēts atskaites rāmis. Vilciens, kas brauc pa šo ceļu, ir kustīgs atskaites rāmis. Automašīna, pa kuru cilvēks iet, ir daļa no vilciena.

Saistīsim XOY koordinātu sistēmu ar fiksēto atskaites sistēmu (1.7. att.), bet X P O P Y P koordinātu sistēmu ar kustīgo atskaites sistēmu (sk. arī sadaļu Atsauces sistēma). Un tagad mēģināsim atrast cilvēka ātrumu attiecībā pret fiksētu atskaites sistēmu, tas ir, attiecībā pret dzelzceļu.

Šis pārvietošanas pievienošanas likums. Mūsu piemērā personas kustība attiecībā pret dzelzceļu ir vienāda ar personas kustību summu attiecībā pret vagonu un vagona kustību attiecībā pret dzelzceļu.

Rīsi. 1.7. Noviržu saskaitīšanas likums.

Tas ir likums ātruma pievienošana:

Ķermeņa ātrums attiecībā pret fiksēto atskaites sistēmu ir vienāds ar ķermeņa ātrumu summu kustīgajā atskaites sistēmā un paša kustīgā rāmja ātrumu attiecībā pret fiksēto.

Kurš, jūsuprāt, pārvietojas ātrāk, agronoms Vasečkins, Renault automašīna Vai Boeing lidmašīna? Kurš no viņiem ātrāk nokļūs no Maskavas uz Krasnodaru? Atbilde ir acīmredzama.Renault ir ātrāks par Vašečkinu, bet lēnāks par Boeing.

Tas ir, mēs ne tikai zinām, kā dažādi objekti pārvietojas, bet arī varam salīdzināt to ātrumus. Kas ir ātrums fizikā? Kā atrast ķermeņa ātrumu un kādas ir ātruma mērvienības?

Ātrums fizikā: kā atrast ātrumu?

7. klasē fizikas stundās tiek ieviests ātruma jēdziens. Bez šaubām, visi skolēni uz šo brīdi jau ir pazīstami ar šo vārdu un iedomājas, ko tas nozīmē.

• Viņi arī zina, ka ātrumu mēra km/h un apzīmē ar burtu V.

Bet maz ticams, ka viņi var sakarīgi izskaidrot, kas fizikā ir ātrums, kas ir ātruma mērvienības. Tāpēc šis šķietami vienkāršais jēdziens prasa skaidrojumu un analīzi.

Fizikā Vašečkina, Renault un Boeing kustības ātrums sauca viņu ātrumu. Un šis ātrums raksturo, kādu ceļu katrs no šī ceļojuma dalībniekiem pārvar laika vienībā. Un, ja lidojumā mēs pārvarēsim 1350 kilometru attālumu starp Maskavu un Krasnodaru divās stundās, ar automašīnu mums vajadzēs ne mazāk kā 15 stundas, tad kājām pārgalvīgais Vasečkins varēs noiet visu savu atvaļinājumu ātrā tempā un atbraucu uz vietu tikai tāpēc, lai noskūpstītu vīramāti, paēstu pankūkas un paspētu uz lidmašīnu uz Maskavu, lai pirmdien paspētu uz darbu.

Attiecīgi laika vienībā stundā lidmašīna nolidos 670 kilometrus, automašīna nobrauks 90 kilometrus, bet tūrists Vašečkins vicinās pat piecus kilometrus no ceļa. Un tad saka, ka lidmašīnas ātrums ir 670 kilometri stundā, mašīnas – 90 kilometri stundā, bet gājējam – 5 kilometri stundā. Tas ir, ātrumu nosaka, dalot laika vienībā nobraukto attālumu ar stundu, minūti vai sekundi.

Ātruma mērvienības

Praksē tiek izmantotas tādas mērvienības kā km / h, m / s un dažas citas. Tie apzīmē ātrumu ar burtu v, attālumu ar burtu s un laiku ar burtu t. Formula ātruma atrašanai fizikā izskatās šādi:

• V = s/t,

Kur s ir nobrauktais attālums
t ir laiks, kas nepieciešams, lai pārvarētu šo ceļu

Un, ja mums ir jāpārrēķina ātrums nevis kilometros stundā, bet metros sekundē, tad pārrēķins notiek šādi. Tā kā 1 km = 1000 m un 1 h = 60 min = 3600 s, mēs varam rakstīt: 1 km / h = (1000 m) / (3600 s). Un tad lidmašīnas ātrums būs vienāds ar: 670 km / h \u003d 670 × (1000 m) / (3600 s) \u003d 186 m / s

Ātrumam papildus skaitliskajai vērtībai ir arī virziens, tāpēc attēlos ātrumu norāda ar bultiņu un sauc par vektora lielumu.

Vidējais ātrums fizikā

Atzīmēsim vēl vienu punktu. Mūsu piemērā automašīnas vadītājs brauca ar ātrumu 90 km/h. Uz šosejas viņš ar tādu ātrumu varēja braukt vienmērīgi ilgu laiku. Bet pa ceļam izbraucot cauri dažādām pilsētām, viņš vai nu apstājās pie luksoforiem, rāpoja sastrēgumos, vai arī uzņēma labu ātrumu īsos uzliesmojumos.

Tie. viņa ātrums dažādās ceļa daļās bija nevienmērīgs. Šajā gadījumā tiek ieviests vidējā ātruma jēdziens. Vidējo ātrumu fizikā apzīmē ar V _av un tiek uzskatīts par tādu pašu kā ātrumu ar vienmērīgu kustību. Vienkārši paņemiet kopējo ceļojuma attālumu un izdaliet ar kopējo laiku.