ความเร็วเวกเตอร์ คือการวัดที่ครอบคลุมระยะทางหนึ่งๆ ในช่วงระยะเวลาหนึ่ง เมื่อเราคำนึงถึงพารามิเตอร์เวกเตอร์ เช่น ขนาด ทิศทางและทิศทาง เวกเตอร์ความเร็วสามารถคำนวณได้โดยเวกเตอร์การกระจัด — ความแตกต่างระหว่าง เวกเตอร์ ของตำแหน่งสุดท้ายและตำแหน่งเริ่มต้น — หารด้วยช่วงเวลาที่เกิดการเคลื่อนไหว
ดูมากกว่า: สมดุลสถิต: เมื่อผลลัพธ์ของแรงและผลรวมของแรงบิดเป็นโมฆะ
ความหมายของความเร็วเวกเตอร์
ไม่เหมือนกับความเร็ว ปีน, ความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ย มันอาจเป็นโมฆะแม้ว่าร่างกายจะเคลื่อนไหว สิ่งนี้เกิดขึ้นในกรณีที่อุปกรณ์เคลื่อนที่เริ่มต้นจากตำแหน่งและเมื่อสิ้นสุดระยะเวลาหนึ่ง จะกลับสู่ตำแหน่งเดิม ในกรณีนี้ เราบอกว่า, แม้ว่าพื้นที่ที่สำรวจโดยรถแลนด์โรเวอร์จะไม่เป็นโมฆะ, การกระจัดเวกเตอร์ก็ยังเป็นการเคลื่อนไหวสามารถเป็นโมฆะได้แม้ว่าร่างกายจะอยู่ใน, ความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ย ปีนไม่เหมือนกับความเร็ว
สูตรที่ใช้ในการคำนวณ ความเร็วเวกเตอร์ จากเฟอร์นิเจอร์บางส่วนคือ:
วี – ความเร็วเวกเตอร์
ส - เวกเตอร์ displacement
t - ช่วงเวลา
เวกเตอร์ displacement
เราเรียก สF และ ส0, ตามลำดับ ตำแหน่งที่โมบายอยู่ที่จุดสิ้นสุดและจุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว ตำแหน่งเหล่านี้สามารถเขียนได้ในรูปของ
คะแนนของ เครื่องบินคาร์ทีเซียน(x, y) เราก็ทำได้ คำนวณการกระจัดเวกเตอร์โดยคำนึงถึงระยะห่างระหว่างพิกัด x และ y ของแต่ละจุด
อีกวิธีในการเขียนเวกเตอร์การกระจัดคือการใช้ เวกเตอร์รวมกัน (เวกเตอร์ที่ชี้ไปในทิศทาง x, y หรือ z และมีโมดูลัส 1) เวกเตอร์หน่วยใช้เพื่อกำหนดขนาดของแต่ละองค์ประกอบของการกระจัดหรือความเร็วใน ทิศทางแนวนอน และ แนวตั้ง, แสดงด้วยสัญลักษณ์ i และ j ตามลำดับ
ในรูปต่อไปนี้ เราจะแสดงส่วนประกอบของ displacement vector ของมือถือที่อยู่ในตำแหน่ง ส0 = 4.0i + 3.0j, แล้วเลื่อนมาที่ตำแหน่ง สF = 6.0i และ 10.0j. การกระจัดในกรณีนี้ถูกกำหนดโดยความแตกต่างระหว่างตำแหน่งเหล่านี้และเท่ากับ ΔS = 2.0i + 7.0j.
รู้จัก ส่วนประกอบเวกเตอร์ความเร็วเป็นไปได้ที่จะคำนวณ it โมดูลของการกระจัดเพื่อการนั้น เราต้องใช้ ทฤษฎีบทพีทาโกรัสเนื่องจากส่วนประกอบเหล่านี้ตั้งฉากกัน โปรดทราบ:
หลังจากที่เราค้นพบขนาดของเวกเตอร์การกระจัดแล้ว ความเร็วเวกเตอร์ สามารถคำนวณได้โดยการหารด้วยช่วงเวลา
ดูเพิ่มเติม: แรง: ตัวแทนของพลวัตที่รับผิดชอบในการเปลี่ยนสถานะของการพักผ่อนหรือการเคลื่อนไหวของร่างกาย
ความเร็วเวกเตอร์และความเร็วสเกลาร์
ดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ ดังนั้นมันจึงถูกกำหนดตามขนาด ทิศทาง และทิศทางของมัน ความเร็วทั้งหมดเป็นเวกเตอร์อย่างไรก็ตาม หนังสือเรียนส่วนใหญ่ใช้คำว่า "ความเร็วสเกลาร์" เพื่ออำนวยความสะดวกในการศึกษา จลนศาสตร์ สำหรับนักเรียนมัธยม ที่กล่าวว่านี้ “ปีน” ความเร็ว แท้จริงแล้วมันคือขนาดของความเร็วของรถแลนด์โรเวอร์ที่เคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวในอวกาศ
ความเร็วเฉลี่ยและทันที
ความเร็วเฉลี่ยคือ อัตราส่วนระหว่างการกระจัดเวกเตอร์และช่วงเวลาที่เกิดการกระจัดนี้ เมื่อเราคำนวณค่า ความเร็วเฉลี่ยผลลัพธ์ที่ได้ไม่ได้ระบุว่าได้รับการบำรุงรักษาตลอดการเดินทาง และอาจมีการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป
เธ ความเร็วทันทีในทางกลับกัน ถูกตั้งค่าเป็น แบ่งในเวลาน้อยนิดคือมีขนาดเล็กมาก ดังนั้น คำจำกัดความของความเร็วชั่วขณะจึงหมายถึง วัดให้ความเร็วในแต่ละทันที:
แบบฝึกหัดเกี่ยวกับความเร็วเวกเตอร์
คำถามที่ 1) (แมคเคนซี่) เครื่องบินหลังจากเดินทาง 120 กม. ไปทางตะวันออกเฉียงเหนือ (NE) จะเคลื่อนตัวไปทางตะวันออกเฉียงใต้ (SE) 160 กม. ด้วยเวลาหนึ่งในสี่ของชั่วโมงเป็นเวลารวมของการเดินทางครั้งนี้ โมดูลัสของความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ยของเครื่องบินในขณะนั้นคือ:
ก) 320 กม./ชม
ข) 480 กม./ชม
ค) 540 กม./ชม
ง) 640 กม./ชม.
จ) 800 กม./ชม
แม่แบบ: จดหมาย e
ความละเอียด:
ทิศเหนือและทิศตะวันออกเฉียงเหนือตั้งฉากกัน ดังนั้นเราจะคำนวณการกระจัดเวกเตอร์ของระนาบนี้โดยใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส สังเกตรูปต่อไปนี้ซึ่งแสดงสถานการณ์ที่อธิบายไว้และการคำนวณที่จะดำเนินการในขั้นต้น:
หลังจากคำนวณโมดูลัสของการกระจัดเวกเตอร์แล้ว ให้คำนวณความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ย หารด้วยช่วงเวลา ซึ่งเท่ากับ ¼ ของชั่วโมง (0.25 ชั่วโมง):
จากข้อมูลนี้ เราพบว่าความเร็วของเครื่องบินคือ 800 กม./ชม. ดังนั้นทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร e
คำถามที่ 2) (อูฟาล) ที่ตั้งของทะเลสาบซึ่งสัมพันธ์กับถ้ำยุคก่อนประวัติศาสตร์ จำเป็นต้องเดินเป็นระยะทาง 200 ม. ในทิศทางที่แน่นอน และ 480 ม. ในทิศทางตั้งฉากกับถ้ำแรก ระยะทางเป็นเส้นตรงจากถ้ำถึงทะเลสาบ มีหน่วยเป็นเมตร
ก) 680
ข) 600
ค) 540
ง) 520
จ) 500
แม่แบบ: จดหมาย D
ความละเอียด:
แบบฝึกหัดพูดถึงการกระจัดในแนวตั้งฉากสองครั้ง ในการหาระยะห่างระหว่างจุดสุดท้ายและจุดเริ่มต้น เราต้องใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัส หมายเหตุ:
จากผลที่ได้รับ ทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร d
คำถามที่ 3) (Uemg 2015) เวลาเป็นแม่น้ำที่ไหล เวลาไม่ใช่นาฬิกา เขาเป็นมากกว่านั้นมาก เวลาผ่านไปไม่ว่าคุณจะมีนาฬิกาหรือไม่ บุคคลต้องการข้ามแม่น้ำในที่ที่มีระยะห่างระหว่างฝั่ง 50 เมตร เมื่อต้องการทำเช่นนี้ เธอวางเรือของเธอในแนวตั้งฉากกับฝั่ง สมมติว่าความเร็วเรือสัมพันธ์กับน้ำคือ 2.0 เมตร/วินาที และกระแสน้ำมีความเร็ว 4.0 เมตร/วินาที เกี่ยวกับการข้ามเรือลำนี้ ให้ติ๊กข้อความที่ถูกต้อง:
ก) หากไม่มีกระแสน้ำ เรือจะใช้เวลา 25 วินาทีในการข้ามแม่น้ำ ด้วยกระแสน้ำ เรือจะใช้เวลามากกว่า 25 วินาทีในการข้าม
ข) เนื่องจากความเร็วของเรือตั้งฉากกับฝั่ง กระแสน้ำจึงไม่มีผลต่อเวลาข้าม
ค) เวลาข้ามไม่ว่าในกรณีใด ๆ จะได้รับผลกระทบจากกระแสน้ำ
ง) ด้วยกระแสน้ำ เวลาข้ามเรือจะน้อยกว่า 25 วินาที เพราะมันเวคเตอร์จะเพิ่มความเร็วของเรือ
แม่แบบ: จดหมาย C
ความละเอียด:
โดยไม่คำนึงถึงความเร็วในปัจจุบัน เวลาข้ามของเรือจะเท่าเดิม เนื่องจากจะข้ามในแนวตั้งฉากกับฝั่ง
เข้าใจ: องค์ประกอบของความเร็วทั้งสองของเรือทำให้เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่เกิดจากความเร็วทั้งสอง ดังนั้นทิศทางจึงตั้งฉากกับ แม่น้ำที่ยาว 50 ม. มักถูกปกคลุมด้วยความเร็วของเรือ คือ 2.0 ม./วินาที ดังนั้นเวลาข้ามจึงไม่ ได้รับผลกระทบ
โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์
ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/velocidade-vetorial.htm