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. 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 ātrumu sauc par to kustības 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 steidzīgā solī nostaigāt visu savu atvaļinājumu 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).
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, braucot garām dažādām pilsētām, viņš vai nu apstājās pie luksoforiem, tad rāpoja sastrēgumos, pēc tam zvanīja īsos lēkmēs. labs ātrums. Tie. viņa ātrums dažādās ceļa daļās bija nevienmērīgs. Šajā gadījumā tiek ieviests vidējā ātruma jēdziens. Tiek apzīmēts vidējais ātrums fizikā v_av un tiek uzskatīts tāpat kā ātrums pie vienmērīga kustība. Vienkārši paņemiet kopējo ceļojuma attālumu un izdaliet ar kopējo laiku.
1. piemērs
Piemēram, automašīna pārvietojas pa ceļu un tajā ir cilvēki. Viņi veic kustību kopā ar transportu uz šosejas. Tas ir, cilvēki pārvietojas telpā attiecībā pret ceļu, bet attiecībā pret pašu automašīnu cilvēki nepārvietojas.
No šī piemēra var redzēt, ka sākotnēji ir jānosaka kustībā aplūkotais ķermenis, ko zinātnēs sauc par atskaites punktu. Koordinātu sistēma ir cieši saistīta ar laika mērīšanas metodi, kas rezultātā rada atskaites jēdzienu.
Būtībā ķermeņa atrašanās vietu nosaka koordinātas. Analizēsim vienu piemēru: stacijas izmēru orbītā pie Zemes var ignorēt, un var aprēķināt tikai kustības trajektoriju kosmosa kuģis piestājoties stacijā. Tādējādi fizisko elementu izmērus var atstāt novārtā, un dažreiz ķermenis tiek uzskatīts par materiālu punktu. Līniju, pa kuru virzās dotā vērtība, sauc par trajektoriju, kuras garumu sauc par ceļu. Ceļa mērvienība ir metrs (m). mehāniskā kustība ko raksturo trīs fizioloģiskie lielumi: ātrums, pārvietojums un paātrinājums.
Mehāniskās kustības ātruma jēdziens
2. definīcija
Ātrums ir fizisks lielums, kas ir vienāds ar ķermeņa kustību laika intervālā, kurā notika šī mijiedarbība.
Mehānisko kustību novērtē arī pēc ķermeņa (punkta) kustības ātruma. Tas ir kustības ātrums. Ātrums ir vektora daudzuma jēdziens. Lai to pilnībā iestatītu, ir tieši jānosaka tā ātruma virziens un lielums, ar kādu tas sākotnēji tika mērīts. Parasti elementu ātrumu ņem vērā pa kustības trajektoriju. Šajā gadījumā pētāmā objekta vērtību nosaka kā ceļu, kas noiets vienā laika vienībā. Citiem vārdiem sakot, lai atrastu pareizo kustības trajektorijas koeficientu, ķermeņa ceļš ir jāsadala ar laiku, kurā tas tika šķērsots.
3. definīcija
Momentānais ātrums ir punkta ātrums noteiktā laika momentā vai noteiktā trajektorijas punktā.
Šis ir vektora fiziskais lielums, kas skaitliski vienāds ar robežu, līdz kurai Vidējais ātrums uz ļoti īsu laika periodu. Norādītā trajektorija ir vektora pirmais atvasinājums attiecībā pret laiku. Momentānā ātruma vektoru nosaka tangenciāli ķermeņa kustības līnijai tā tālākās kustības virzienā.
Šī vērtība sniedz precīzu priekšstatu par objekta kustību iekšā Šis brīdis laiks.
Piemēram, braucot ar automašīnu noteiktā brīdī, vadītājs skatās spidometrā un redz, ka displejs rāda 100 km/h. Tad bultiņa norāda uz 90 km / h, bet pēc pāris minūtēm - 110 km / h.
1. piezīme
Momentānā transporta ātruma vērtība noteiktos laika punktos ir saņemtie instrumenta rādījumi.
Vai jēdzienam "momentānais ātrums" ir fiziska nozīme? Šim terminam raksturīgas izmaiņas elementu kustībā telpā. Bet, lai uzzinātu, kā mainījusies tā atrašanās vieta, kustība jāvēro noteiktā laika periodā.
Pat vismodernākās ātruma mērīšanas ierīces mēra kustību noteiktā laika periodā - ierobežotā laika intervālā. Definīcija "ķermeņa ātrums šobrīd" netiek uzskatīta par pareizu no fizikas viedokļa. Taču tieši šī tēze ir ļoti ērta matemātiskajos aprēķinos, tāpēc tiek izmantota visu laiku.
Ātrumu saskaitīšanas likums
Jebkura fiziska ķermeņa ātrums attiecībā pret fiksētu atskaites jēdzienu vienmēr ir vienāds ar elementu kustības vektoru summu attiecībā pret kustīgo sistēmu. Šī teorija palīdz precīzi noteikt objekta atrašanās vietu noteiktā laika periodā.
Lai saprastu šo likumu, ir jāņem vērā divi atskaites rāmji, no kuriem viens ir saistīts ar fiksētu atskaites punktu $O$. Šo jēdzienu mēs apzīmējam ar $K$, kas tiks saukts par fiksētu.
Otrā sistēma, kas apzīmēta ar $K'$ un pārvietojas attiecībā pret ķermeni $O$ ar ātrumu $ \bar(u)$ - tiks uzskatīta par kustīgu.
Ir jāsaprot, ka ātrums ir vektora lielums. No kustības trajektorijas iespējams noteikt tikai vektora ātruma virzienu. Ātruma vektors ir vērsts tangenciāli uz trajektoriju, pa kuru iet ķermenis, kas šobrīd kustas.
Negatīvs ātrums
2. piezīme
Ķermeņa ātrums var būt negatīvs gadījumā, ja ķermenis izvēlētajā atskaites sistēmā pārvietojas pretējā virzienā no koordinātu ass.
Britu zinātniece Roberta Boida spēja gaismas staram piešķirt "negatīvu" ātrumu, pie kura impulsa maksimums virzījās uz avotu, nevis prom no tā. Interesanti, ka, speciālā veidā mainot barotni un izlaižot tai cauri gaismu, ir iespējams viegli kontrolēt gaismas impulsa ātrumu - "iesaldēt" vai palēnināt to desmitiem tūkstošu reižu, vai pat apturēt to vispār.
Šajā aspektā mēs runājam par grupas ātrumu, kas nosaka viena gaismas impulsu kūļa izplatīšanās ātrumu. Izkliedes dēļ šis elements var kustēties par vairākām kārtām lēnāk nekā katrs atsevišķs fotons un otrādi – ātrāk par gaismas ātrumu vakuumā.
IN Šis gadījums mēs nerunājam par dabas likumu pārkāpšanu, jo paši pirmie fotoni impulsā sasniedz galu, nevis " ātrāk par gaismu". Gaismas stara apturēšanas gadījumā ir jārunā par impulsa absorbciju sagatavotajā vidē ar atkārtotu emisiju. Tas ietaupa visu svarīgi parametri sākotnējais objekts, "līdz pēdējam fotonam".
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 - ceļojuma 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 lietas. 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.
Kurš, jūsuprāt, pārvietojas ātrāk, agronoms Vašečkins, 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 steidzīgā solī nostaigāt visu savu atvaļinājumu 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.
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. Pārvietojumu pievienošanas 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.
