Скоростсредно аритметично е вариацията на положението (изместването) на мобилен телефон по отношение на референтна рамка през определен период от време. Единицата за измерване на средната скорост, според SI, е метър в секунда (m / s).
Вижсъщо: Равномерно разнообразно движение (MUV) - резюме и упражнения
Каква е средната скорост?
Средната скорост е a Величие на вектор което зависи от разликите между крайната и началната позиция на хода. По време на състезание от Формула 1, например, автомобилите могат да се развият много високо незабавни скоростиобаче в края на състезанието те ще се върнат в изходната си позиция. По този начин средната му скорост по време на цялото пътуване беше равна на нула.
Тъй като средната скорост зависи изключително от разликата между позициите, няма значение дали тялото остава неподвижно през повечето време или ускорено, например. Искате ли да научите повече? Вижте нашия текст за равномерно движение.
По-долу представяме формулата, използвана за изчисляване на средната скорост, забележете:
vм - средна скорост (m / s)
ΔS - изместване (m / s)
сF - крайна позиция (m)
S0 начална позиция (m)0с
Важна подробност за средната скорост е, че тя не може да се бърка с средни скорости. Това е възможно само когато времето, прекарано във всяка част от маршрута, е еднакво за всяка от скоростите. Този тип средна стойност се нарича: хармонично средно.
Изчисляване на средната скорост
Графично можем да разберем средната скорост като наклон от правата линия на позицията като функция от времето, толкова повече наклонен прави ли това, по-голямото е вашето скоростсредно аритметично. В този смисъл разбираме, че средната скорост се измерва с наклон на права линия.
Знам повече: Унифицирана графика на движение
Погледнете следната графика, която свързва позиция x с времето:
Ако искаме да изчислим средната скорост на движението, илюстрирано от графиката, трябва да изчислим неговата коефициентъглова. За това нека изберете точките на t = 0 s и t = 0,5 s, съответстващи на позициите x (t) = 0 m и x (t) = 1,5 m, както е показано по-долу:
Също така достъп: Упражнения за равномерно движение? Натисни тук!
Чрез прилагане на формулата за средна скорост установихме, че този мобилен телефон се движи средно, триметра всяка секунда. По-долу изобразяваме позицията като функция от времето за двемебели различни, едната от които (в жълто) е ускорена:
Имайте предвид, че между моментите на време t = 0.0 s и t = 1.0 s, двете мобилни устройства изминаха едно и също разстояние: x = 2.0 m. Така че, през този период от време, въпреки че те са движениямного различни, мебелите на снимката имаше същата средна скоросттова обаче вече не е вярно за моменти от време, по-голямо от t = 1,0 s.
Вижте също:Каква е скоростта на светлината? Достъп и откриване
Защото е величиевектор, О денивелация трябва да се изчисли като такъв, като се вземе предвид разликата между крайната и началната позиция в трите посоки на пространството. Въпреки това, в някои случаи, като тези, често представени в книги от ПреподаванеСредно аритметично, се взема предвид само един посоканадвижение, така че е необходимо само да изваждане модулите на S позициитеF и S0. Вижте a решен пример за упражнение относно скоростсредно аритметичнопо права:
Пример - Автомобил напуска град, разположен в покрайнините на километър 640 от права магистрала. Два часа по-късно сте на километър 860 от същата магистрала. Определете средната скорост на тази кола.
Резолюция:
За да изчислите средната скорост, просто приемете, че денивелацията на автомобила е равна на общото пространство, покрито от него: 220 км. След това просто трябва да разделим това разстояние и времето, необходимо за изминаването му:
Освен тази ситуация, има няколко упражнения в учебниците, в които посоката и значението на следователно, ние говорим за средна скаларна скорост, физическа концепция, която не е много последователна, тъй като цялата скорост е такава вектор. В този случай трябва да се разбере, че тези упражнения се отнасят до модул или величина на скоростта.
Тази средна скаларна скорост от своя страна се определя от пространствообща сумапътувалиРазделенкозинапочивкаввреме. Ще говорим малко повече за разликите между средната скорост и средната скорост по-късно.
Средна скорост и средна скаларна скорост
НА средна скаларна скорост се използва за дефиниране на колко бързо се движи дадена мебел, независимо от посоката и посоката на нейното движение. Следователно тази скорост е частен случай на средна скорост, при която мобилният телефон винаги се движи в една и съща посока и в една и съща посока.
Значението на средната скорост от своя страна е много по-широко и може да се отнася например за движението на тялото в трите посоки на пространството.
Сега представяме формулата, използвана за изчисляване на средната скаларна скорост:
Нека разгледаме пример за използване на тази формула:
Пример - Пътник иска да извърви 120 км пътуване със средна скорост 60 км / ч. Знаейки, че пътешественикът е изминал три четвърти от пътя със скорост 50 км / ч, колко време ще отнеме изминете останалата част от пътя, за да го завършите според средната скорост, която е имал планирано?
Резолюция:
Според упражнението пътникът иска да завърши пътуването си със средна скорост 60 км / м. Знаейки, че пътят, който трябва да се премине, е 120 км, се стига до заключението, че продължителността на пътуването ви трябва да бъде 2 часа.
Според изявлението пътникът е изминал три четвърти (¾) от 120-километровото пътуване (т.е. 90 км) със скорост 50 км / ч. В този случай ще изчислим времето, необходимо за тази част от пътуването.
Полученият резултат показва, че остават само 0,2 часа за завършване на пътуването, тъй като общото време трябва да бъде 2,0 часа. Освен това, тъй като 1 час е 60 минути, пътуващият трябва да приключи пътуването си най-много през 12 минути.
Ако се изисква от упражнението, също е възможно да се изчисли средната скорост, която пътникът трябва да развие по останалия маршрут, за това, просто да споделя пространството, което не е покрил от оставащото време, виж как:
Полученият резултат показва, че за да завърши маршрута според планираната средна скорост, пътникът трябва да се движи със скорост 150 km / h.
Вижсъщо: Разберете какво трябва да изучите по механика за изпита Enem
Средна скорост на вектора
НА векторна скорост средната стойност трябва да се изчисли според правила насумавектор.
На фигурата показваме позициите (x0уу0) и (xFууF) на мобилен телефон спрямо референцията (0,0):
Фигурата показва двумерно движение, при което мобилен телефон започва от позиция S0 (2, 5) и се премества в позиция SF (6, 1), следователно нейното изместване, тоест разликата между крайната и началната позиция, беше (4, -4). Червените стрелки са векторите на позицията, които намират обекта спрямо рамката (0,0).
Да приемем, че това изместване е настъпило във времеви интервал, равен на 2,0 секунди, в този случай, за да се изчисли модулът на средната векторна скорост, е необходимо да се определи вектор модулденивелация, което може да бъде получено от теоремата на Питагор, тъй като направленията x и y са перпендикулярни една на друга:
След като определите модула за изместване, просто използвайте формуладаваскоростсредно аритметично, разделяйки резултата на интервала от време, през който се е случило движението:
Обобщение на средната скорост
Скоростсредно аритметично е причината между денивелация това е почивкаввреме където се случва движение.
Изместване е величиевектор, измерено с разлика между длъжностиФинал и първоначална на движение.
НА скоростсредно аритметично не може да се бърка с средно аритметичноотскорости, това е възможно само ако интервалите от време, през които мобилният телефон е останал на всяка от скоростите, са равни.
Скоростсредно аритметично é различен в средна скаларна скорост, последният е частен случай, при който мобилен телефон се движи по права линия, в една посока и посока.
Решени упражнения на средна скорост
Въпрос 1) Автомобил от Формула 1 изминава кръгла писта с дължина 1,0 км, отнема 20 секунди, за да завърши обиколка, след като стартира от старта, което също отбелязва края на обиколка. Алтернативата, която правилно показва модула за средна скорост на това превозно средство през цяла обиколка, е:
а) 50 m / s
б) 0 m / s
в) 180 m / s
г) 20 m / s
д) 45 m / s
Шаблон: Буква Б
Резолюция:
За да решите това упражнение, просто не забравяйте, че средната скорост е векторна и зависи пряко от изместването, което в този случай е равно на нула, тъй като след завършена обиколка автомобилът е в същото положение, от което е тръгнал, така че средната му скорост е равна на нула.
Въпрос 2) За да остави пакет, доставчикът пътува два блока на север и три блока на изток, в рамките на 15-минутен период от време. Без да се отчита дължината на улиците и като се има предвид, че дължината на всеки блок е 50 м, определете средната скорост и средната скорост, в км / ч, разработени от пощальона.
а) 0,7 км / ч и 3,6 км / ч
б) 2,5 км / ч и 4,0 км / ч
в) 5,0 км / ч и 4,0 км / ч
г) 2,0 км / ч и 1,0 км / ч
д) 0,9 km / g и 2,7 km / h
Шаблон: Буква а
Резолюция:
Според упражнението доставчикът премества три блока на изток и два блока на север, като дължината на всеки от тези блокове е 50 m. По този начин знаем, че общото пространство, покрито от доставчика, е 250 м (0,25 км), тъй като е преминало през пет различни блока.
С получената досега информация, като общото изминато пространство (250 м) и времето за трансфер (15 минути = 0,25 ч), е лесно да се изчисли неговата средна скаларна скорост:
Средната скорост от своя страна е малко по-сложна. За да се изчисли, е необходимо да се определи векторното изместване на пощальона. В този случай знаем, че пощальонът се е преместил на 150 м в хоризонтална посока (на изток) и на 100 м във вертикална посока (на север). За да се получи нейното изместване, е необходимо да се приложи Питагоровата теорема, забележете:
И накрая, за да разберем скоростта на този доставчик, разделихме изминатото разстояние на общото време в секунди:
Събирайки получената информация, имаме, че средната векторна скорост на доставчика е 0,7 km / h, докато средната му скорост е 3,6 km / h.
От Рафаел Хеллерброк
Учител по физика
Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-velocidade-media.htm
