Hitrostpovprečno je sprememba položaja (premika) mobilnika glede na referenčni okvir v določenem časovnem obdobju. Merska enota za povprečno hitrost glede na SI, je meter na sekundo (m / s).
Poglejtudi: Enotno raznoliko gibanje (MUV) - povzetek in vaje
Kaj je povprečna hitrost?
Povprečna hitrost je a Vektorska veličina kar je odvisno od razlik med končnim in začetnim položajem poteze. Med dirko formule 1 se na primer avtomobili lahko razvijejo zelo visoko takojšnje hitrostipo koncu dirke pa se bodo vrnili na izhodiščni položaj. Na ta način je bila njegova povprečna hitrost med celotnim potovanjem enaka nič.
Ker je povprečna hitrost odvisna izključno od razlike med položaji, ni pomembno, ali je telo večino časa ostalo v mirovanju ali je pospešeno, na primer. Bi radi izvedeli več? Oglejte si naše besedilo o enotno gibanje.
Spodaj predstavljamo formulo za izračun povprečne hitrosti, upoštevajte:
vm - povprečna hitrost (m / s)
ΔS - premik (m / s)
sF - končni položaj (m)
S0 začetni položaj (m)0s
Pomembna podrobnost o povprečni hitrosti je, da je ni mogoče zamenjati z
povprečne hitrosti. To je mogoče le, če je čas, porabljen na posameznem delu poti, enak za vsako od hitrosti. Ta vrsta povprečja se imenuje: harmonska sredina.Izračun povprečne hitrosti
Grafično lahko povprečno hitrost razumemo kot naklon ravne črte položaja v odvisnosti od časa, tem več naslonjen je to naravnost, večji je tvoj hitrostpovprečno. V tem smislu razumemo, da se povprečna hitrost meri s naklon ravne črte.
Izvedite več: Enotna grafika gibanja
Oglejte si naslednji graf, ki povezuje položaj x s časom:
Če želimo izračunati povprečno hitrost gibanja, ki jo ponazarja graf, moramo izračunati njegovo koeficientkotna. Za to izberemo točki t = 0 s in t = 0,5 s, ki ustrezata položajem x (t) = 0 m in x (t) = 1,5 m, kot je prikazano spodaj:
Tudi dostop: Vaje o enakomernem gibanju? Klikni tukaj!
Z uporabo formule povprečne hitrosti smo ugotovili, da se ta mobilnik v povprečju premika trimetrov vsako sekundo. Spodaj prikazujemo položaj kot funkcijo časa za dvapohištvo različne, od katerih je ena (v rumeni barvi) pospešena:
Upoštevajte, da sta med trenutkoma časa t = 0,0 s in t = 1,0 s oba mobilnika prevozila enako razdaljo: x = 2,0 m. Torej, v tem obdobju, čeprav so gibanjaveliko različnih, pohištvo na sliki imel enako povprečno hitrostvendar to ne velja več za trenutke, daljše od t = 1,0 s.
Glej tudi:Kakšna je svetlobna hitrost? Dostopajte in odkrivajte
Ker je a veličinovektor, O premik izračunati ga je treba kot takega ob upoštevanju razlike med končnim in začetnim položajem v treh smereh prostora. Vendar v nekaterih primerih, na primer tistih, ki so pogosto predstavljeni v knjigah PoučevanjePovprečno, upošteva se samo ena smerodpremikanje, tako da je treba le odštejemo modulov položajev S.F in S0. Oglejte si a rešen primer vaje približno hitrostpovprečnopo naravnost:
Primer - Avto zapusti mesto na robu kilometra 640 ravne avtoceste. Dve uri kasneje ste na 860 kilometru iste avtoceste. Določite povprečno hitrost tega avtomobila.
Resolucija:
Za izračun povprečne hitrosti samo predpostavimo, da je premik avtomobila enak celotnemu prostoru, ki ga pokriva: 220 km. Nato moramo samo razdeliti to razdaljo in čas, ki ga potrebujemo, da ga prehodimo:
Poleg te situacije je v učbenikih več vaj, v katerih je smer in pomen gibanja, zato govorimo o povprečni skalarni hitrosti, fizičnem konceptu, ki ni zelo skladen, saj je vsaka hitrost vektor. V tem primeru je treba razumeti, da se te vaje nanašajo na modul ali velikost hitrosti.
Ta povprečna skalarna hitrost pa je določena z vesoljaskupajpotovalRazdeljenokrznoodmorvčas. O razlikah med povprečno hitrostjo in povprečno hitrostjo bomo govorili kasneje.
Povprečna hitrost in povprečna skalarna hitrost
THE povprečna skalarna hitrost se uporablja za določitev kako hitro se premika kos pohištva, ne glede na smer in smer njegovega gibanja. Zato je ta hitrost poseben primer povprečne hitrosti, pri kateri se mobilnik vedno premika v isto smer in v isto smer.
Pomen povprečne hitrosti pa je veliko širši in se na primer lahko nanaša na gibanje telesa v treh smereh vesolja.
Zdaj predstavljamo formulo, uporabljeno za izračun povprečne skalarne hitrosti:
Oglejmo si primer uporabe te formule:
Primer - Potnik želi prevoziti 120 km s povprečno hitrostjo 60 km / h. Če vemo, da je potnik s hitrostjo 50 km / h pretekel tri četrtine potovanja, koliko časa bo trajalo prevozi preostalo pot, da jo opravi glede na povprečno hitrost, ki jo je imel načrtovano?
Resolucija:
Glede na vajo želi popotnik svoje potovanje zaključiti s povprečno hitrostjo 60 km / m. Ko vemo, da je pot, ki jo je treba prehoditi, 120 km, sklenemo, da mora trajati 2 uri.
V izjavi je zapisano, da je potnik s hitrostjo 50 km / h prevozil tri četrtine (¾) od 120 km poti (tj. 90 km). V tem primeru bomo izračunali čas, potreben za ta del poti.
Dobljeni rezultat kaže, da je do konca potovanja le še 0,2 ure, saj mora biti skupni čas 2,0 ure. Ker je 1 ura 60 minut, mora potnik potovanje končati največ v 12 minut.
Na zahtevo vaje je mogoče izračunati tudi povprečno hitrost, ki jo mora potnik razviti na preostali poti, za to samo deliti prostor, ki ga v preostalem času ni pokril, poglejte, kako:
Dobljeni rezultat kaže, da se mora potnik za pot do načrtovane povprečne hitrosti gibati s hitrostjo 150 km / h.
Poglejtudi: Ugotovite, kaj bi se morali naučiti o mehaniki za izpit Enem
Povprečna vektorska hitrost
THE vektorska hitrost povprečje je treba izračunati glede na pravilavsotavektor.
Na sliki prikazujemo položaje (x0yy0) in (xFyyF) mobilnega telefona glede na referenco (0,0):
Na sliki je prikazano dvodimenzionalno gibanje, pri katerem se mobilnik začne s položaja S0 (2, 5) in se premakne v položaj SF (6, 1), torej je bil njegov premik, to je razlika med končnim in začetnim položajem, (4, -4). Rdeče puščice so vektorji položaja, ki locirajo predmet glede na okvir (0,0).
Predpostavimo, da se je ta premik zgodil v časovnem intervalu, ki je enak 2,0 sekundi, v tem primeru je za izračun modula povprečne vektorske hitrosti treba določiti vektorski modulpremik, ki ga lahko dobimo s pitagorejskim izrekom, saj sta smeri x in y pravokotni drug na drugega:
Po določitvi premičnega modula samo uporabite formuladajehitrostpovprečno, delitev rezultata s časovnim intervalom, v katerem je prišlo do gibanja:
Povzetek povprečne hitrosti
Hitrostpovprečno je razlog med premik to je odmorvčas kjer se zgodi gibanje.
Izpodrivanje je veličinovektor, merjeno z Razlika med položajihKončno in začetno gibanja.
THE hitrostpovprečno ni mogoče zamenjati z povprečnoodhitrosti, to je mogoče le, če so časovni intervali, v katerih je mobilni telefon ostal pri vsaki od hitrosti, enaki.
Hitrostpovprečno é drugačen v povprečna skalarna hitrost, slednje je poseben primer, ko se mobilni telefon premika naravnost, v eni smeri in smeri.
Rešene vaje na povprečni hitrosti
Vprašanje 1) Avto formule 1 po startu, ki je tudi konec kroga, po krožni progi, dolgi 1,0 km, traja 20 sekund, da opravi krog. Alternativa, ki pravilno prikaže modul povprečne hitrosti tega vozila v celotnem krogu, je:
a) 50 m / s
b) 0 m / s
c) 180 m / s
d) 20 m / s
e) 45 m / s
Predloga: Črka B
Resolucija:
Za rešitev te vaje samo zapomnite si, da je povprečna hitrost vektorska in je neposredno odvisna od premika, ki je v tem primeru enak nič, saj je avtomobil po opravljenem krogu v istem položaju, od koder je speljal, zato je njegova povprečna hitrost enaka nič.
Vprašanje 2) Če želi pustiti paket, dostavljalec potuje dva bloka severno in tri bloke vzhodno v roku 15 minut. Ne glede na dolžino ulic in ob upoštevanju, da je dolžina vsakega bloka 50 m, določite povprečno hitrost in povprečno hitrost v km / h, ki jo je razvil poštar.
a) 0,7 km / h in 3,6 km / h
b) 2,5 km / h in 4,0 km / h
c) 5,0 km / h in 4,0 km / h
d) 2,0 km / h in 1,0 km / h
e) 0,9 km / g in 2,7 km / h
Predloga: Črka a
Resolucija:
Glede na vajo se dostavljalec premakne tri bloke proti vzhodu in dva bloka proti severu, pri čemer je dolžina vsakega od teh blokov 50 m. Tako vemo, da je celotni prostor dostavljavca 250 m (0,25 km), ko je šel skozi pet različnih blokov.
Z doslej pridobljenimi informacijami, kot sta skupni prevoženi prostor (250 m) in čas prenosa (15 minut = 0,25 h), je enostavno izračunati njegovo povprečno skalarno hitrost:
Povprečna hitrost pa je nekoliko bolj zapletena. Da bi ga izračunali, je treba določiti, kakšen je bil vektorski premik poštarja. V tem primeru vemo, da se je poštar premaknil 150 m v vodoravni smeri (gre proti vzhodu) in 100 m v navpični smeri (gre proti severu). Da bi dosegli njegov premik, je treba uporabiti Pitagorin izrek: upoštevajte:
Nazadnje, da bi ugotovili hitrost tega dostavljavca, smo prevoženo pot delili s skupnim časom v sekundah:
Ko dobimo pridobljene podatke, ugotovimo, da je povprečna vektorska hitrost dostavljalca 0,7 km / h, njegova povprečna hitrost pa 3,6 km / h.
Avtor Rafael Hellerbrock
Učitelj fizike
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-velocidade-media.htm
