ベクトル速度:定義と演習

速度ベクター これは、大きさ、方向、方向などのベクトルパラメータを考慮に入れて、一定期間に特定の距離をカバーする尺度です。 速度ベクトルは、変位ベクトルによって計算できます。 ベクトル 最終位置と初期位置の—移動が行われた時間間隔で割った値。

見てもっと: 静的平衡:力の合力とトルクの合計がヌルの場合

ベクトル速度の定義

速度とは異なり 登る、平均ベクトル速度 体が動いている場合でも、nullになる可能性があります。 これは、モバイルが特定の位置から開始し、一定期間の終わりに同じ位置に戻る場合に発生します。 この場合、ローバーが通過した空間がnullでなくても、ベクトル変位はnullであったと言えます。移動。本体が入っていてもnullにすることができます、平均ベクトル速度 登る速度とは異なり

計算に使用される式 速度ベクター いくつかの家具からはこれです:

v –ベクトル速度

S- ベクトル変位

t - 時間間隔

ベクトル変位

私たちは sF そして s0, それぞれ、移動体が動きの終わりと始まりにあった位置。 これらのポジションは、次の形式で記述できます。 のポイント デカルト平面(x、y)なので、 ベクトル変位を計算する、各ポイントのx座標とy座標の間の距離を考慮に入れます。

変位-デカルト計画
変位-デカルト計画

変位ベクトルを記述する別の方法は、 ベクトルユニタリ (x、y、またはz方向を指し、係数が1のベクトル)。 単位ベクトルは、変位または速度の各成分の大きさを定義するために使用されます。 行き方水平 そして 垂直、それぞれ記号iおよびjで表されます。

次の図では、その位置にあったモバイルの変位ベクトルのコンポーネントを示します。 s0 = 4.0i + 3.0j、 その後、位置に移動します sF = 6.0iおよび10.0j. この場合の変位は、これらの位置の差によって与えられ、次のようになります。 ΔS= 2.0i + 7.0j.

ベクトル速度の変位は、ベクトル加算によって計算する必要があります。
ベクトル速度の変位は、ベクトル加算によって計算する必要があります。

知っている 速度ベクトル成分、を計算することが可能です モジュール変位、そのために、私たちは使用する必要があります ピタゴラスの定理、これらのコンポーネントは互いに垂直であるため、次の点に注意してください。

ピタゴラスの定理を使用した変位の計算(u.c. =長さの単位)。
ピタゴラスの定理を使用した変位の計算(u.c. =長さの単位)。

変位ベクトルの大きさを見つけた後、 ベクトル速度 それを期間で割ることによって計算することができます。

続きを見る: 力:休息の状態や体の動きの変化に関与するダイナミクスのエージェント

ベクトル速度とスカラー速度

前述のように、速度はベクトル量であるため、その大きさ、方向、および方向に基づいて定義されます。 すべての速度はベクトルですただし、ほとんどの教科書では、「スカラー速度」という用語を使用して、 キネマティクス 高校生向け。 そうは言っても、これ 「上昇」速度 これは実際には、空間内で単一の方向に沿って移動するローバーの速度の大きさです。

平均および瞬間速度

平均速度は ベクトル変位とこの変位が発生する時間間隔との比率。 私たちが計算するとき 平均速度、得られた結果は、それが旅の間ずっと維持されたことを示すものではなく、時間の経過とともに変動した可能性があります。

THE 瞬間速度、順番に、に設定されます 休憩時間無限小、すなわち非常に小さい。 したがって、瞬間速度の定義は、 測定する与える速度インスタント:

瞬間速度は、0に近い時間間隔で測定されます。
瞬間速度は、0に近い時間間隔で測定されます。

ベクトル速度に関する演習

質問1)(マッケンジー) 飛行機は、北東(NE)に120 km移動した後、南東(SE)に160km移動します。 この旅行の合計時間は15分で、その時間の飛行機の平均ベクトル速度の係数は次のとおりでした。

a)320 km / h

b)480 km / h

c)540 km / h

d)640 km / h

e)800 km / h

テンプレート: 文字e

解決:

北方向と北東方向は互いに垂直であるため、ピタゴラスの定理を使用してこの平面のベクトル変位を計算します。 説明されている状況と最初に実行される計算を示す次の図に注意してください。

ベクトル変位の係数を計算した後、平均ベクトル速度を計算し、それを時間間隔(1/4時間(0.25時間))で除算します。

これに基づいて、飛行機の速度は800 km / hであることがわかります。したがって、正しい代替は文字eです。

質問2)(ウファル) 先史時代の洞窟との関係で、湖の位置は、特定の方向に200 m歩き、次に最初の洞窟に垂直な方向に480m歩く必要がありました。 洞窟から湖までの直線距離は、メートル単位で、

a)680

b)600

c)540

d)520

e)500

テンプレート:文字D

解決:

この演習では、2つの垂直変位について説明します。 最終点と初期点の間の距離を見つけるには、ピタゴラスの定理を使用する必要があります。注:

得られた結果によると、正しい代替は文字dです。

質問3)(Uemg 2015) 時間は流れる川です。 時間は時計ではありません。 彼はそれ以上のものです。 時計を持っているかどうかにかかわらず、時間が経ちます。 堤防間の距離が50mの場所で川を渡りたい。 これを行うために、彼女はボートを岸に垂直に向けます。 水に対するボートの速度が2.0m / sであり、電流の速度が4.0 m / sであると仮定します。 このボートを横断することについて、正しいステートメントにチェックを入れてください:

a)流れが存在しなかった場合、ボートは川を渡るのに25秒かかります。 流れがあると、ボートは横断するのに25秒以上かかります。

b)ボートの速度は岸に垂直であるため、電流は横断時間に影響を与えません。

c)交差時間は、いかなる状況においても、電流の影響を受けません。

d)電流を使用すると、ベクトルによってボートの速度が上がるため、ボートの横断時間は25秒未満になります。

テンプレート: 文字C

解決:

現在の速度に関係なく、ボートの横断時間は、岸に垂直に横断するため、同じになります。

理解してください:ボートの2つの速度の構成により、ボートはそれらから生じる方向に移動します。したがって、ボートに垂直な方向に移動します。 長さ50mの川は、常にボートの速度2.0 m / sで覆われているため、横断時間は 影響を受けます。

RafaelHellerbrock著
物理の先生

ソース: ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-vetorial.htm

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