Ātrumsvidēji ir mobilā tālruņa stāvokļa (nobīdes) izmaiņas attiecībā pret atskaites rāmi noteiktā laika periodā. Vidējā ātruma mērvienība saskaņā ar SI, ir skaitītājs sekundē (m / s).
Skatiesarī: Vienveidīgi mainīga kustība (MUV) - kopsavilkums un vingrinājumi
Kāds ir vidējais ātrums?
Vidējais ātrums ir a Vektoru varenība kas ir atkarīgs no gājiena beigu un sākuma stāvokļa atšķirībām. Piemēram, Formula 1 sacensību laikā automašīnas var attīstīties ļoti augstu tūlītēji ātrumitomēr sacensību beigās viņi būs atgriezušies sākuma pozīcijā. Tādā veidā viņu vidējais ātrums visa brauciena laikā bija vienāds ar nulli.
Tā kā vidējais ātrums ir atkarīgs tikai no pozīciju atšķirības, nav svarīgi, vai ķermenis lielākoties palika nekustīgs vai arī paātrināta, piemēram. Vai vēlaties uzzināt vairāk? Apskatiet mūsu tekstu par vienveidīga kustība.
Zemāk mēs piedāvājam formulu, kas izmantota vidējā ātruma aprēķināšanai, ņemiet vērā:
vm - vidējais ātrums (m / s)
ΔS - pārvietojums (m / s)
sF - galīgā pozīcija (m)
S0 sākotnējā pozīcija (m)0s
Svarīga informācija par vidējo ātrumu ir tā, ka to nevar sajaukt ar ātrumu vidējie ātrumi. Tas ir iespējams tikai tad, ja laiks, kas pavadīts katrā maršruta daļā, ir vienāds katram ātrumam. Šāda veida vidējos rādītājus sauc: harmoniskais vidējais.
Vidējā ātruma aprēķins
Grafiski mēs varam saprast vidējo ātrumu kā slīpums pozīcijas taisnās līnijas kā laika funkcija, jo vairāk noliecies vai šī ir taisna, jo lielāka ir jūsu ātrumsvidēji. Šajā ziņā mēs saprotam, ka vidējo ātrumu mēra slīpums no taisnas līnijas.
Uzziniet vairāk: Vienota kustības grafika
Ievērojiet šo diagrammu, kas attiecas uz pozīciju x ar laiku:
Ja mēs vēlamies aprēķināt vidējo kustības ātrumu, ko ilustrē grafiks, mums tas jāaprēķina koeficientsstūrains. Lai to izdarītu, izvēlēsimies punktus t = 0 s un t = 0,5 s, kas atbilst pozīcijām x (t) = 0 m un x (t) = 1,5 m, kā parādīts zemāk:
Arī piekļūt: Vingrinājumi par vienmērīgu kustību? Spied šeit!
Izmantojot vidējā ātruma formulu, mēs noskaidrojām, ka šī mobilā ierīce vidēji pārvietojas trīsmetri katru sekundi. Zemāk mēs attēlojam pozīciju kā laika funkciju divimēbeles atšķirīgs, no kuriem viens (dzeltenā krāsā) tiek paātrināts:
Ņemiet vērā, ka starp laika momentiem t = 0,0 s un t = 1,0 s abi mobilie brauca vienādā attālumā: x = 2,0 m. Tātad, šajā laika periodā, lai arī tie ir kustībasdaudz dažādu, attēlā redzamās mēbeles bija tāds pats vidējais ātrumstomēr tas vairs neattiecas uz laika momentiem, kas ir lielāki par t = 1,0 s.
Skatīt arī:Kāds ir gaismas ātrums? Piekļūstiet un atklājiet
Jo tas ir a varenībavektors, O pārvietošana tas jāaprēķina kā tāds, ņemot vērā starpību starp galīgo un sākotnējo pozīciju trīs kosmosa virzienos. Tomēr dažos gadījumos, piemēram, tādos, kas bieži tiek parādīti MācītVidēji, tiek ņemts vērā tikai viens virzienugadakustība, lai tas būtu tikai nepieciešams atņemt S pozīciju moduļiF un S0. Pārbaudiet a atrisināts vingrinājumu piemērs par ātrumsvidējigar taisni:
Piemērs - Automašīna atstāj pilsētu, kas atrodas taisnas šosejas 640. kilometra malā. Divas stundas vēlāk tas atrodas tās pašas šosejas 860. kilometrā. Nosakiet šīs automašīnas vidējo ātrumu.
Izšķirtspēja:
Lai aprēķinātu vidējo ātrumu, vienkārši pieņemiet, ka automašīnas tilpums ir vienāds ar kopējo platību, kuru tas sedz: 220 km. Tad mums vienkārši jāsadala šis attālums un laiks, kas vajadzīgs tā veikšanai:
Papildus šai situācijai mācību grāmatās ir vairāki vingrinājumi, kuros kustību, tāpēc mēs runājam par vidējo skalāro ātrumu, fizisku jēdzienu, kas nav ļoti saskaņots, jo viss ātrums ir vektors. Šajā gadījumā ir jāsaprot, ka šie vingrinājumi attiecas uz modulis vai ātruma lielums.
Šo vidējo skalārā ātrumu savukārt nosaka telpaKopāapceļotsSadalītskažokādaspārtraukumsiekšālaiks. Vēl nedaudz parunāsim par atšķirībām starp vidējo ātrumu un vidējo ātrumu.
Vidējais ātrums un vidējais skalārais ātrums
vidējais skalārais ātrums tiek izmantots, lai definētu cik ātri mēbele pārvietojas neatkarīgi no tā kustības virziena un virziena. Tāpēc šis ātrums ir īpašs vidējā ātruma gadījums, kurā mobilais vienmēr pārvietojas vienā un tajā pašā virzienā.
Savukārt vidējā ātruma nozīme ir daudz plašāka, un tā var attiekties uz ķermeņa kustību, piemēram, trīs telpas virzienos.
Tagad mēs piedāvājam formulu, kas izmantota vidējā skalārā ātruma aprēķināšanai:
Apskatīsim šīs formulas izmantošanas piemēru:
Piemērs - Ceļotājs vēlas veikt 120 km braucienu ar vidējo ātrumu 60 km / h. Zinot, ka ceļotājs trīs ceturtdaļas ceļa ir veicis ar ātrumu 50 km / h, cik ilgs laiks tam būs vajadzīgs nobrauciet pārējo ceļu, lai veiktu to atbilstoši viņa vidējam ātrumam plānots?
Izšķirtspēja:
Saskaņā ar vingrinājumu ceļotājs vēlas pabeigt savu braucienu ar vidējo ātrumu 60 km / m. Zinot, ka veicamais ceļš ir 120 km, tiek secināts, ka jūsu brauciena ilgumam jābūt 2 h.
Saskaņā ar paziņojumu ceļotājs trīs ceturtdaļas (¾) no 120 km brauciena (ti, 90 km) veica ar ātrumu 50 km / h. Šajā gadījumā mēs aprēķināsim laiku, kas vajadzīgs šai ceļojuma daļai.
Iegūtais rezultāts norāda, ka brauciena pabeigšanai ir atlicis tikai 0,2 stundas, jo kopējam laikam jābūt 2,0 h. Turklāt, tā kā 1 stunda ir 60 minūtes, ceļotājam ceļojums jābeidz, ne vairāk kā 12 minūtes.
Ja vingrinājums to pieprasa, ir iespējams arī aprēķināt vidējo ātrumu, kas ceļotājam jāattīsta atlikušajā maršrutā. dalīties telpā, kuru viņš nav pārklājis atlikušajā laikā, redzēt, kā:
Iegūtais rezultāts norāda, ka, lai pabeigtu maršrutu atbilstoši plānotajam vidējam ātrumam, ceļotājam jāpārvietojas ar ātrumu 150 km / h.
Skatiesarī: Uzziniet, kas jums jāapgūst par Enem eksāmena mehāniku
Vidējais vektora ātrums
vektora ātrums vidējais jāaprēķina pēc noteikumisummavektors.
Attēlā mēs parādām pozīcijas (x0yy0) un (xFyyF) attiecībā uz atsauci (0,0):
Attēlā parādīta divdimensiju kustība, kurā mobilais sākas no S pozīcijas0 (2, 5) un pārvietojas pozīcijā SF (6, 1), tātad tā nobīde, tas ir, starpība starp galīgo un sākotnējo stāvokli bija (4, -4). Sarkanās bultiņas ir pozīcijas vektori, kas atrod objektu attiecībā pret rāmi (0,0).
Pieņemsim, ka šī nobīde ir notikusi laika intervālā, kas vienāds ar 2,0 sekundēm, šajā gadījumā, lai aprēķinātu vidējā vektora ātruma moduli, ir jānosaka vektora modulispārvietošana, kuru var iegūt ar Pitagora teorēmu, jo x un y virzieni ir perpendikulāri viens otram:
Pēc pārvietošanas moduļa noteikšanas vienkārši izmantojiet formuladodātrumsvidēji, rezultātu dalot ar laika intervālu, kurā notikusi kustība:
Vidējā ātruma kopsavilkums
Ātrumsvidēji ir iemesls starp pārvietošana tas ir pārtraukumsiekšālaiks kur notiek kustība.
Pārvietošana ir varenībavektors, ko mēra ar atšķirība starp pozīcijasFināls un sākotnējais kustības.
ātrumsvidēji nevar sajaukt ar vidējinoātrumi, tas ir iespējams tikai tad, ja laika intervāli, kuros mobilais palika katrā no ātrumiem, ir vienādi.
Ātrumsvidēji é savādāk iekšā vidējais skalārais ātrums, pēdējais ir īpašs gadījums, kad mobilais pārvietojas taisnā līnijā, vienā virzienā un virzienā.
Atrisināti vingrinājumi vidējā ātrumā
Jautājums 1) Pirmās formulas automašīna pēc starta no starta, kas arī iezīmē apļa beigas, nobrauc 1,0 km garu apļveida trasi, apļa veikšanai nepieciešamas 20 sekundes. Alternatīva, kas pareizi parāda šī transportlīdzekļa vidējā ātruma moduli pilnā aplī, ir:
a) 50 m / s
b) 0 m / s
c) 180 m / s
d) 20 m / s
e) 45 m / s
Atsauksmes: B burts
Izšķirtspēja:
Lai atrisinātu šo uzdevumu, vienkārši atcerieties, ka vidējais ātrums ir vektors un tieši atkarīgs no pārvietošanās, kas šajā gadījumā ir vienāds ar nulle, jo, veicot apli, automašīna atrodas tajā pašā pozīcijā, no kuras startēja, tāpēc tās vidējais ātrums ir vienāds ar nulli.
2. jautājums) Lai ievietotu paku, piegādes persona 15 minūšu laikā dodas uz diviem kvartāliem uz ziemeļiem un trīs kvartālus uz austrumiem. Neievērojot ielu garumu un ņemot vērā, ka katra kvartāla garums ir 50 m, nosakiet pastnieka izstrādāto vidējo ātrumu un vidējo ātrumu km / h.
a) 0,7 km / h un 3,6 km / h
b) 2,5 km / h un 4,0 km / h
c) 5,0 km / h un 4,0 km / h
d) 2,0 km / h un 1,0 km / h
e) 0,9 km / g un 2,7 km / h
Atsauksmes: Vēstule a
Izšķirtspēja:
Saskaņā ar vingrinājumu dzemdētāja pārvieto trīs blokus uz austrumiem un divus kvartālus uz ziemeļiem, katra no šiem blokiem garums ir 50 m. Tādējādi mēs zinām, ka kopējā piegādājamā platība ir 250 m (0,25 km), kad viņš šķērsoja piecus dažādus blokus.
Izmantojot līdz šim iegūto informāciju, piemēram, kopējo nobraukto vietu (250 m) un pārsūtīšanas laiku (15 minūtes = 0,25 h), ir viegli aprēķināt tā vidējo skalāro ātrumu:
Savukārt vidējais ātrums ir nedaudz sarežģītāks. Lai to aprēķinātu, ir jānosaka pastnieka vektora pārvietojums. Šajā gadījumā mēs zinām, ka pastnieks ir pārvietojies 150 m horizontālā virzienā (iet uz austrumiem) un 100 m vertikālā virzienā (iet uz ziemeļiem). Lai iegūtu tā pārvietojumu, ir jāpiemēro Pitagora teorēma, ņemiet vērā:
Visbeidzot, lai uzzinātu šīs piegādes personas ātrumu, mēs sadalījām nobraukto attālumu ar kopējo laiku sekundēs:
Apkopojot iegūto informāciju, mums ir tāds, ka dzemdētāja vidējais vektora ātrums ir 0,7 km / h, savukārt viņa vidējais ātrums ir 3,6 km / h.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-velocidade-media.htm