Velocitàvettore è la misura con cui viene percorsa una certa distanza, durante un periodo di tempo, quando si prendono in considerazione parametri vettoriali, come magnitudo, direzione e direzione. Il vettore velocità può essere calcolato dal vettore spostamento — differenza tra il vettori della posizione finale e iniziale — diviso per l'intervallo di tempo in cui è avvenuto il movimento.
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Definizione di velocità vettoriale
a differenza della velocità scalata, la velocità media del vettore può essere nullo, anche se il corpo è in movimento. Ciò accade nei casi in cui il cellulare parte da una posizione e, al termine di un certo periodo di tempo, ritorna nella stessa posizione. In questo caso diciamo che, anche se lo spazio percorso dal rover non fosse nullo, lo spostamento del vettore lo era.movimento.può essere nullo, anche se il corpo è in, la velocità media del vettore scalataa differenza della velocità
La formula utilizzata per calcolare il velocitàvettore da alcuni mobili è questo:
v – velocità vettoriale
S - spostamento vettoriale vector
t - Intervallo di tempo
spostamento vettoriale vector
Noi chiamiamo SF e S0, rispettivamente, le posizioni in cui il mobile si trovava alla fine e all'inizio del movimento. Queste posizioni possono essere scritte nella forma di punti di piano cartesiano(x, y), quindi possiamo calcola lo spostamento del vettore, tenendo conto della distanza tra le coordinate x e y di ciascuno dei punti.
Un altro modo per scrivere il vettore di spostamento è attraverso l'uso di vettoriunitario (un vettore che punta nelle direzioni x, y o z e ha un modulo di 1). I vettori unitari sono usati per definire la grandezza di ogni componente di spostamento o velocità nel in indicazioniorizzontale e verticale, rappresentato rispettivamente dai simboli i e j.
Nella figura seguente, mostreremo le componenti del vettore spostamento di un mobile che si trovava nella posizione S0 = 4.0i + 3.0j, e poi si sposta in posizione SF = 6.0i e 10.0j. Lo spostamento, in questo caso, è dato dalla differenza tra queste posizioni ed è pari a S = 2.0i + 7.0j.
conoscendo il componenti del vettore di velocità, è possibile calcolare il modulodiDislocamento, per questo, dobbiamo usare il teorema di Pitagora, poiché questi componenti sono perpendicolari tra loro, notare:
Dopo aver scoperto il modulo del vettore spostamento, il velocità vettoriale può essere calcolato dividendo per l'intervallo di tempo.
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velocità vettoriale e velocità scalare
Come accennato, la velocità è una quantità vettoriale, quindi è definita in base alla sua grandezza, direzione e direzione. Tutta la velocità è vettoriale, tuttavia, la maggior parte dei libri di testo usa il termine "velocità scalare" per facilitare lo studio di cinematica per gli studenti delle scuole superiori. Detto questo, questo velocità di “salita” in realtà è il modulo della velocità di un rover che si muove lungo un'unica direzione nello spazio.
Velocità media e istantanea
La velocità media è il rapporto tra lo spostamento del vettore e l'intervallo di tempo in cui si verifica questo spostamento. Quando calcoliamo il velocità media, il risultato ottenuto non indica che sia stato mantenuto durante tutto il viaggio, e potrebbe aver subito variazioni nel tempo.
IL velocità istantanea, a sua volta, è impostato su pauseneltempoinfinitesimale, cioè molto piccolo. La definizione di velocità istantanea si riferisce, quindi, alla misuraredàvelocitànelogniimmediato:
Esercizi sulla velocità vettoriale
Domanda 1) (Mackenzie) Un aereo, dopo aver percorso 120 km a nord-est (NE), si sposta di 160 km a sud-est (SE). Considerando un quarto d'ora il tempo totale di questo viaggio, il modulo della velocità media vettoriale dell'aereo, in quel tempo, era:
a) 320 km/h
b) 480 km/h
c) 540 km/h
d) 640 km/h
e) 800 km/h
Modello: lettera e
Risoluzione:
Le direzioni nord e nord-est sono perpendicolari tra loro, quindi calcoleremo lo spostamento vettoriale di questo piano usando il teorema di Pitagora. Si noti la figura seguente che illustra la situazione descritta e il calcolo da eseguire inizialmente:
Dopo aver calcolato il modulo dello spostamento del vettore, basta calcolare la velocità media del vettore, dividendola per l'intervallo di tempo, che è ¼ di un'ora (0,25 h):
Sulla base di questo, troviamo che la velocità dell'aereo è 800 km/h, quindi l'alternativa corretta è la lettera e.
Domanda 2) (Ufal) La localizzazione di un lago, rispetto ad una grotta preistorica, richiedeva di percorrere 200 m in una certa direzione e poi 480 m in una direzione perpendicolare alla prima. La distanza in linea retta, dalla grotta al lago, era, in metri,
a) 680
b) 600
c) 540
d) 520
e) 500
Modello: Lettera D
Risoluzione:
L'esercizio parla di due spostamenti perpendicolari. Per trovare la distanza tra il punto finale e quello iniziale, dobbiamo usare il teorema di Pitagora, nota:
In base al risultato ottenuto, l'alternativa corretta è la lettera d.
Domanda 3) (Uemg 2015) Il tempo è un fiume che scorre. Il tempo non è un orologio. Lui è molto di più. Il tempo passa, che tu abbia o meno un orologio. Una persona vuole attraversare un fiume in un luogo in cui la distanza tra le sponde è di 50 m. Per fare ciò, orienta la sua barca perpendicolarmente alla riva. Assumiamo che la velocità dell'imbarcazione rispetto all'acqua sia 2,0 m/s e che la corrente abbia una velocità di 4,0 m/s. Sull'attraversamento di questa barca, spunta l'istruzione CORRETTA:
a) Se la corrente non esistesse, la barca impiegherebbe 25 s per attraversare il fiume. Con la corrente, la barca impiegherebbe più di 25 s per attraversare.
b) Poiché la velocità della barca è perpendicolare alle sponde, la corrente non influisce sul tempo di attraversamento.
c) Il tempo di traversata, in nessun caso, sarebbe influenzato dalla corrente.
d) Con la corrente, il tempo di attraversamento della barca sarebbe inferiore a 25 s, perché vettoriale aumenta la velocità della barca.
Modello: lettera C
Risoluzione:
Indipendentemente dalla velocità attuale, il tempo di attraversamento della barca sarà lo stesso, poiché attraversa perpendicolarmente alle sponde.
Capire: la composizione delle due velocità della barca la fa muovere nella direzione da esse risultante, quindi la direzione perpendicolare alla fiume, che è lungo 50 m, è sempre coperto dalla velocità della barca, che è 2.0 m/s, e quindi il tempo di attraversamento non è colpito.
Di Rafael Hellerbrock
Insegnante di fisica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-vetorial.htm