ความเร็วเฉลี่ยคืออะไร?

ความเร็วเฉลี่ย คือความผันแปรของตำแหน่ง (การกระจัด) ของมือถือที่สัมพันธ์กับหน้าต่างอ้างอิงในช่วงระยะเวลาหนึ่ง หน่วยวัดความเร็วเฉลี่ยตาม SI, คือเมตรต่อวินาที (m/s)

ดูยัง: การเคลื่อนไหวที่แตกต่างกันอย่างสม่ำเสมอ (MUV) - สรุปและแบบฝึกหัด

ความเร็วเฉลี่ยคืออะไร?

ความเร็วเฉลี่ยคือ a ความยิ่งใหญ่ของเวกเตอร์ ซึ่งขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างตำแหน่งสิ้นสุดและตำแหน่งเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว. ในระหว่างการแข่งขัน Formula 1 รถยนต์สามารถพัฒนาได้สูงมาก ความเร็วทันทีอย่างไรก็ตาม เมื่อสิ้นสุดการแข่งขัน พวกเขาจะกลับสู่ตำแหน่งเริ่มต้น ด้วยวิธีนี้ ความเร็วเฉลี่ยของเขาตลอดการเดินทางจึงเท่ากับศูนย์

เนื่องจากความเร็วเฉลี่ยขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างตำแหน่งเท่านั้น ไม่สำคัญว่าร่างกายจะอยู่กับที่เกือบตลอดเวลาหรือไม่ เร่ง, ตัวอย่างเช่น. ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมหรือไม่? ตรวจสอบข้อความของเราเกี่ยวกับ การเคลื่อนไหวที่สม่ำเสมอ.

ด้านล่างนี้ เรานำเสนอสูตรที่ใช้คำนวณความเร็วเฉลี่ย หมายเหตุ:

วี – ความเร็วเฉลี่ย (m/s)

ΔS - การกระจัด (m/s)

F – ตำแหน่งสุดท้าย (ม.)

S0 ตำแหน่งเริ่มต้น (ม.)0

รายละเอียดที่สำคัญเกี่ยวกับความเร็วเฉลี่ยคือต้องไม่สับสนกับ

ความเร็วเฉลี่ย สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเวลาที่ใช้ในแต่ละส่วนของเส้นทางเท่ากันสำหรับความเร็วแต่ละระดับ ค่าเฉลี่ยประเภทนี้เรียกว่า: ฮาร์โมนิก.

การคำนวณความเร็วเฉลี่ย

กราฟเราสามารถเข้าใจความเร็วเฉลี่ยเป็น as ความลาดชัน ของเส้นตรงของตำแหน่งเป็นฟังก์ชันของเวลา ยิ่ง พิง นี่ตรงไหม ยิ่งใหญ่เป็นของคุณ ความเร็วเฉลี่ย. ในแง่นี้ เราเข้าใจว่าความเร็วเฉลี่ยวัดโดย ความลาดชัน ของเส้นตรง

เรียนรู้เพิ่มเติม: กราฟิกเคลื่อนไหวสม่ำเสมอ

ดูกราฟต่อไปนี้ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่ง x ต่อเวลา:

กราฟของการเคลื่อนที่สม่ำเสมอ กล่าวคือ ความเร็วคงที่

หากเราต้องการคำนวณความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่ที่แสดงโดยกราฟ เราต้องคำนวณค่าของมัน ค่าสัมประสิทธิ์เชิงมุม. สำหรับสิ่งนั้น ให้เลือกจุด t = 0 s และ t = 0.5 s ซึ่งสอดคล้องกับตำแหน่ง x (t) = 0 m และ x (t) = 1.5 m ดังที่แสดงด้านล่าง

การคำนวณความชันระบุว่าหลังจาก 0.5 วินาที ตำแหน่งจะเปลี่ยนไป 1.5 ม.
การคำนวณความชันระบุว่าหลังจาก 0.5 วินาที ตำแหน่งจะเปลี่ยนไป 1.5 ม.

ยังเข้าถึง: การออกกำลังกายเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวสม่ำเสมอ? คลิกที่นี่!

โดยการใช้สูตรความเร็วเฉลี่ย เราพบว่ามือถือเครื่องนี้เคลื่อนที่โดยเฉลี่ย สามเมตรทุกวินาที. ด้านล่างเราสร้างกราฟตำแหน่งเป็นฟังก์ชันของเวลาสำหรับ สองเฟอร์นิเจอร์ ต่างกันซึ่งหนึ่งในนั้น (เป็นสีเหลือง) ถูกเร่ง:

โปรดทราบว่าระหว่างช่วงเวลา t = 0.0 s และ t = 1.0 s โทรศัพท์มือถือทั้งสองเคลื่อนที่เป็นระยะทางเท่ากัน: x = 2.0 m ดังนั้น ในช่วงเวลานี้ แม้ว่าพวกเขาจะ การเคลื่อนไหวหลากหลายความแตกต่าง, เฟอร์นิเจอร์ตามรูป มีความเร็วเฉลี่ยเท่ากันอย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่เป็นจริงสำหรับช่วงเวลาที่มากกว่า t = 1.0 s

ดูด้วย:แสงมีความเร็วเท่าไหร่? เข้าถึงและค้นพบ

เพราะมันคือเ ความยิ่งใหญ่เวกเตอร์, โอ การกระจัด จะต้องคำนวณเช่นนี้โดยคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างตำแหน่งสุดท้ายและตำแหน่งเริ่มต้นในช่องว่างสามทิศทาง อย่างไรก็ตาม ในบางกรณี เช่น ที่มักนำเสนอในหนังสือของ การสอนเฉลี่ย, มีเพียงอันเดียวเท่านั้นที่นำมาพิจารณา ทิศทางของการเคลื่อนไหว จึงจำเป็นเท่านั้นที่จะ ลบ โมดูลของตำแหน่ง SF และ ส0. ตรวจสอบ แก้ตัวอย่างการออกกำลังกาย เกี่ยวกับ ความเร็วเฉลี่ยตามทางตรง:

ตัวอย่าง – รถยนต์ออกจากเมืองซึ่งตั้งอยู่ริมกิโลเมตรที่ 640 ของทางหลวงสายตรง สองชั่วโมงต่อมา คุณอยู่ที่กิโลเมตรที่ 860 ของทางหลวงสายเดียวกัน กำหนดความเร็วเฉลี่ยของรถคันนี้

ความละเอียด:

ในการคำนวณความเร็วเฉลี่ย ให้สมมติว่าการกระจัดของรถเท่ากับพื้นที่ทั้งหมดที่ครอบคลุมโดยมัน: 220 กม. จากนั้นเราแค่ต้องแบ่งระยะนี้กับเวลาที่ต้องใช้เพื่อครอบคลุม:

เช่นเดียวกับสถานการณ์นี้ มีแบบฝึกหัดหลายเล่มในตำราเรียนซึ่งทิศทางและความหมายของ การเคลื่อนไหว เราจึงพูดถึงความเร็วสเกลาร์เฉลี่ย ซึ่งเป็นแนวคิดทางกายภาพที่ไม่สัมพันธ์กันมากนัก เนื่องจากความเร็วทั้งหมดเป็น เวกเตอร์ ในกรณีนี้ สิ่งที่ต้องเข้าใจคือ แบบฝึกหัดเหล่านี้หมายถึง โมดูล หรือขนาดของความเร็ว

ในทางกลับกัน ความเร็วสเกลาร์เฉลี่ยนี้ถูกกำหนดโดย ช่องว่างรวมเดินทางแบ่งขนหยุดพักในเวลา. เราจะพูดถึงความแตกต่างระหว่างความเร็วเฉลี่ยและความเร็วเฉลี่ยในภายหลัง

ความเร็วเฉลี่ยคืออัตราส่วนระหว่างการกระจัดและช่วงเวลา
ความเร็วเฉลี่ยคืออัตราส่วนระหว่างการกระจัดและช่วงเวลา

ความเร็วเฉลี่ยและความเร็วสเกลาร์เฉลี่ย

THE ความเร็วสเกลาร์เฉลี่ย ใช้เพื่อกำหนด ชิ้นส่วนของเฟอร์นิเจอร์เคลื่อนที่ได้เร็วแค่ไหนโดยไม่คำนึงถึงทิศทางและทิศทางของการเคลื่อนที่. ดังนั้น ความเร็วนี้จึงเป็นกรณีเฉพาะของความเร็วเฉลี่ย ซึ่งมือถือจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางเดียวกันและไปในทิศทางเดียวกันเสมอ

ในทางกลับกัน ความหมายของความเร็วเฉลี่ยนั้นกว้างกว่ามาก และสามารถอ้างถึงการเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศทั้งสามทิศทาง เป็นต้น

ตอนนี้เรานำเสนอสูตรที่ใช้ในการคำนวณความเร็วสเกลาร์เฉลี่ย:

ลองดูตัวอย่างการใช้สูตรนี้:

ตัวอย่าง – ผู้เดินทางต้องการเดินทาง 120 กม. ด้วยความเร็วเฉลี่ย 60 กม./ชม. โดยรู้ว่าผู้เดินทางครอบคลุมสามในสี่ของการเดินทางด้วยความเร็ว 50 กม./ชม. จะใช้เวลานานแค่ไหน เดินทางไปตามเส้นทางที่เหลือเพื่อให้ครบตามความเร็วเฉลี่ยที่เขามี วางแผน?

ความละเอียด:

จากการออกกำลังกาย ผู้เดินทางต้องการจบการเดินทางด้วยความเร็วเฉลี่ย 60 กม./ม. เมื่อทราบเส้นทางที่จะครอบคลุมคือ 120 กม. สรุปได้ว่าระยะเวลาการเดินทางของคุณควรจะเป็น 2 ชั่วโมง

ตามคำแถลง ผู้เดินทางครอบคลุมสามในสี่ (¾) ของการเดินทาง 120 กม. (เช่น 90 กม.) ด้วยความเร็ว 50 กม./ชม. ในกรณีนี้ เราจะคำนวณเวลาที่ใช้ในทริปนี้

ผลลัพธ์ที่ได้บ่งชี้ว่าเหลือเวลาอีกเพียง 0.2 ชั่วโมงในการเดินทางให้เสร็จสิ้น เนื่องจากเวลาทั้งหมดต้องเป็น 2.0 ชั่วโมง นอกจากนี้ เนื่องจาก 1 ชั่วโมงคือ 60 นาที ผู้เดินทางต้องสิ้นสุดการเดินทางอย่างมากที่สุด ใน 12 นาที.

หากเป็นการขอจากการฝึก ก็สามารถคำนวณความเร็วเฉลี่ยที่ผู้เดินทางต้องพัฒนาในเส้นทางที่เหลือได้เพียงเท่านั้น เพื่อแบ่งปันพื้นที่ที่เขาไม่ได้ครอบคลุมโดยเวลาที่เหลือดูวิธีการ:

ผลลัพธ์ที่ได้บ่งชี้ว่า เพื่อให้เส้นทางสมบูรณ์ตามความเร็วเฉลี่ยที่วางแผนไว้ ผู้เดินทางจะต้องเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 150 กม./ชม.

ดูยัง: ค้นหาสิ่งที่คุณควรศึกษาเกี่ยวกับกลศาสตร์สำหรับการสอบ Enem

ความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ย

THE ความเร็วเวกเตอร์ ค่าเฉลี่ยจะต้องคำนวณตาม กฎของผลรวมเวกเตอร์.

ในรูปเราแสดงตำแหน่ง (x0ปปปป0) และ (xFปปปปF) ของมือถือที่เกี่ยวข้องกับการอ้างอิง (0,0):

รูปแสดงการเคลื่อนไหวสองมิติ โดยที่อุปกรณ์เคลื่อนที่เริ่มจากตำแหน่ง S0 (2, 5) และย้ายไปยังตำแหน่ง SF (6, 1) ดังนั้นการกระจัดของมันคือความแตกต่างระหว่างตำแหน่งสุดท้ายและตำแหน่งเริ่มต้นคือ (4, -4) ลูกศรสีแดงคือเวกเตอร์ตำแหน่ง ซึ่งระบุตำแหน่งของวัตถุที่สัมพันธ์กับเฟรม (0,0)

สมมติว่าการกระจัดนี้เกิดขึ้นในช่วงเวลาเท่ากับ 2.0 วินาที ในกรณีนี้ ในการคำนวณโมดูลัสของความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ย จำเป็นต้องกำหนด โมดูลเวกเตอร์การกระจัดซึ่งสามารถหาได้จากทฤษฎีบทพีทาโกรัสเนื่องจากทิศทาง x และ y ตั้งฉากกัน:

หลังจากกำหนด displacement module แล้ว ให้ใช้ปุ่ม สูตรให้ความเร็วเฉลี่ย, หารผลลัพธ์ตามช่วงเวลาที่เกิดการเคลื่อนไหว:

สรุปความเร็วเฉลี่ย

  • ความเร็วเฉลี่ย เป็นเหตุผลระหว่าง การกระจัด มันเป็น หยุดพักในเวลา ที่มีการเคลื่อนไหวเกิดขึ้น

  • การกระจัด คือ ความยิ่งใหญ่เวกเตอร์, วัดโดย ความแตกต่าง ระหว่าง ตำแหน่งสุดท้าย และ เริ่มต้น ของการเคลื่อนไหว

  • THE ความเร็วเฉลี่ย ไม่สามารถสับสนกับ เฉลี่ยของความเร็วสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อช่วงเวลาที่อุปกรณ์เคลื่อนที่ยังคงอยู่ที่ความเร็วแต่ละระดับเท่ากัน

  • ความเร็วเฉลี่ย é แตกต่าง ใน ความเร็วสเกลาร์เฉลี่ยกรณีหลังเป็นกรณีเฉพาะซึ่งอุปกรณ์เคลื่อนที่เคลื่อนที่เป็นเส้นตรงในทิศทางเดียวและทิศทางเดียว

ในรอบที่สมบูรณ์ ความเร็วเฉลี่ยของรถสูตร 1 เท่ากับศูนย์
ในรอบที่สมบูรณ์ ความเร็วเฉลี่ยของรถสูตร 1 เท่ากับศูนย์

แก้ไขแบบฝึกหัดด้วยความเร็วเฉลี่ย

คำถามที่ 1) รถยนต์ Formula 1 เดินทางในเส้นทางวงกลมยาว 1.0 กม. โดยใช้เวลา 20 วินาทีในการวิ่งให้ครบรอบ หลังจากเริ่มต้นจากจุดเริ่มต้น ซึ่งเป็นจุดสิ้นสุดของรอบ ทางเลือกอื่นที่แสดงโมดูลความเร็วเฉลี่ยของรถคันนี้อย่างถูกต้องตลอดทั้งรอบคือ:

ก) 50 เมตร/วินาที

ข) 0 ม./วินาที

ค) 180 ม./วินาที

ง) 20 เมตร/วินาที

จ) 45 เมตร/วินาที

แม่แบบ: ตัวอักษร B

ความละเอียด:

ในการแก้แบบฝึกหัดนี้ จำไว้ว่าความเร็วเฉลี่ยคือเวกเตอร์ และขึ้นอยู่กับการกระจัดโดยตรง ซึ่งในกรณีนี้ จะเท่ากับ ศูนย์ เนื่องจากเมื่อวิ่งครบรอบแล้ว รถจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกับที่สตาร์ทรถ ดังนั้นความเร็วเฉลี่ยจึงเท่ากับศูนย์

คำถามที่ 2) ในการวางพัสดุ ผู้จัดส่งต้องเดินทางสองช่วงตึกไปทางเหนือและอีกสามช่วงตึกไปทางตะวันออก ภายในระยะเวลา 15 นาที โดยไม่คำนึงถึงความยาวของถนนและคำนึงถึงความยาวของแต่ละช่วงตึกคือ 50 เมตร ให้กำหนดความเร็วเฉลี่ยและความเร็วเฉลี่ยเป็นกม./ชม. ที่บุรุษไปรษณีย์พัฒนาขึ้น

ก) 0.7 กม./ชม. และ 3.6 กม./ชม.

ข) 2.5 กม./ชม. และ 4.0 กม./ชม.

ค) 5.0 กม./ชม. และ 4.0 กม./ชม.

ง) 2.0 กม./ชม. และ 1.0 กม./ชม.

จ) 0.9 กม./กรัม และ 2.7 กม./ชม.

แม่แบบ: จดหมาย

ความละเอียด:

ตามแบบฝึกหัด คนส่งของจะย้ายสามช่วงตึกไปทางทิศตะวันออกและอีกสองช่วงตึกไปทางทิศเหนือ โดยความยาวของแต่ละช่วงตึกเหล่านี้คือ 50 เมตร ดังนั้น เราจึงทราบดีว่าพื้นที่ทั้งหมดที่พนักงานจัดส่งครอบคลุมคือ 250 ม. (0.25 กม.) ขณะที่เขาผ่านห้าช่วงตึกที่แตกต่างกัน

ด้วยข้อมูลที่ได้รับจนถึงตอนนี้ เช่น พื้นที่ทั้งหมดที่เดินทาง (250 ม.) และเวลาถ่ายโอน (15 นาที = 0.25 h) การคำนวณความเร็วสเกลาร์เฉลี่ยทำได้ง่าย:

ในทางกลับกัน ความเร็วเฉลี่ยจะซับซ้อนกว่าเล็กน้อย ในการคำนวณนั้นจำเป็นต้องกำหนดการเคลื่อนที่ของเวกเตอร์บุรุษไปรษณีย์ ในกรณีนี้ เรารู้ว่าบุรุษไปรษณีย์เคลื่อนที่ไป 150 เมตรในแนวนอน (ไปทางทิศตะวันออก) และ 100 เมตรในแนวตั้ง (ไปทางเหนือ) เพื่อให้ได้การกระจัดนั้นจำเป็นต้องใช้ทฤษฎีบทพีทาโกรัสหมายเหตุ:

สุดท้าย เพื่อหาความเร็วของคนส่งของคนนี้ เราแบ่งระยะทางที่เดินทางด้วยเวลาทั้งหมดเป็นวินาที:

จากการรวบรวมข้อมูล เราได้พบว่าความเร็วเวกเตอร์เฉลี่ยของคนส่งของคือ 0.7 กม./ชม. ในขณะที่ความเร็วเฉลี่ยของเขาคือ 3.6 กม./ชม.

โดย Rafael Hellerbrock
ครูฟิสิกส์

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-velocidade-media.htm

พันหรือพัน? ข้อใดถูกต้อง: พันหรือพัน

พันหรือพัน? สำนวนดังกล่าวทำให้เกิดความสงสัยไม่รู้จบเกี่ยวกับภาษาของเรา กี่ครั้งแล้วที่เราเจอสถานก...

read more

แสงสีดำคืออะไร?

แสงสีดำคือแสง อัลตราไวโอเลต ผลิตด้วยจำนวนเล็กน้อยของ แสงที่มองเห็น. เมื่อแสงสีม่วงส่องลงมา สารประ...

read more
กฎแห่งความเร็วคืออะไร?

กฎแห่งความเร็วคืออะไร?

ในปี พ.ศ. 2407 นักเคมี Cato Maximilian Guldberg และ Peter Waage ได้คิดค้น กฎแห่งความเร็วซึ่งเสนอว...

read more
instagram viewer