Średnia prędkość Jak obliczyć i przykłady

The średnia prędkość lub średnią prędkość definiuje się jako iloraz między przebytą przestrzenią a czasem spędzonym w podróży. Prędkość jest podstawową wielkością zarówno w życiu fizycznym, jak iw codziennym życiu ludzi. Jest obecny w prawie każdym aspekcie życia ludzi.

Ta obecność prędkości jest szczególnie zauważalna w dzisiejszym społeczeństwie, gdzie rośnie zapotrzebowanie na natychmiastowość. Oczywiście prędkość jest również nierozerwalnie związana z wieloma zjawiskami fizycznymi. W jakiś sposób wszyscy ludzie mają intuicyjny, mniej lub bardziej dokładny pomysł na pojęcie prędkości.

Konieczne jest rozróżnienie między średnią prędkością a prędkością chwilową. Prędkość chwilowa jest prędkością, którą ciało niesie w określonym momencie, podczas gdy średnia prędkość jest ilorazem przemieszczenia i czasu.

Ponadto należy zauważyć, że prędkość jest wielkością skalarną; to znaczy ma kierunek, sens i moduł. W ten sposób prędkość jest stosowana w jednym kierunku.

W systemie międzynarodowym prędkość jest mierzona w metrach na sekundę (m / s), chociaż inne jednostki są często używane w życiu codziennym, takie jak kilometry na godzinę (km / h)..

Indeks

• 1 Jak to obliczyć?
  • 1.1 Jednostki miary prędkości
• 2 Przykłady obliczania średniej prędkości
  • 2.1 Pierwszy przykład
  • 2.2 Drugi przykład
• 3 Przykłady średniej prędkości
• 4 odniesienia

Jak to obliczyć?

Obliczenie średniej prędkości odbywa się z następującego wyrażenia:

v_m = Δs / Δt = (s_{f -} s₀) / (t_{f -} t₀)

W tym równaniu v_m jest średnią prędkością, Δs jest przyrostem przemieszczenia, a Δt jest przyrostem czasu. Ze swojej strony s_f  i s₀  są to odpowiednio końcowe i początkowe przemieszczenie; podczas gdy t_f i t₀ są to odpowiednio czas końcowy i początkowy.

Innym wyrażeniem do obliczania średniej prędkości jest:

v_m = s_t / t_t

We wspomnianym wyrażeniu s_t to całkowite przemieszczenie i t_t to całkowity czas zainwestowany w to przemieszczenie.

Jak wynika z tych obliczeń, uwzględnia się jedynie całkowite przemieszczenie i całkowity czas w nim wykorzystany, bez konieczności uwzględniania, w jaki sposób miało to miejsce..

Nie trzeba także wiedzieć, czy ciało przyspieszyło, zatrzymało się lub przeszło całą podróż ze stałą prędkością.

Często może być konieczne wykonanie odwrotnego obliczenia, aby określić całkowite przemieszczenie na podstawie średniej prędkości i całkowitego czasu spędzonego.

W takim przypadku musimy jedynie usunąć przesunięcie pierwszego równania, aby uzyskać wyrażenie, które pozwoli nam je obliczyć:

Δs = v_m ∙ Δt

Można to również zrobić, jeśli trzeba obliczyć czas spędzony na przemieszczeniu przy znanej średniej prędkości:

Δt = v_m ∙ Δs

Jednostki pomiaru prędkości

Prędkość można wyrazić za pomocą różnych jednostek. Jak już wspomniano powyżej, w systemie międzynarodowym jednostką miary jest metr na sekundę.

Jednak w zależności od kontekstu wygodniejsze lub bardziej praktyczne może być użycie innych jednostek. Tak więc w przypadku środków transportu zwykle stosuje się kilometr na godzinę.

Ze swojej strony w systemie jednostek anglosaskich używają stopy na sekundę (ft / s) lub mile na godzinę (mph) w przypadku środków transportu.

W nawigacji morskiej zwykle używa się węzła; Z drugiej strony, w aeronautyce czasami używana jest liczba Macha, która jest definiowana jako iloraz między prędkością ciała a prędkością dźwięku..

Przykłady obliczania średniej prędkości

Pierwszy przykład

Typowym przykładem, w którym może być konieczne obliczenie średniej prędkości, jest przemieszczenie między dwoma oddzielnymi miastami.

Przypuśćmy przypadek, w którym znane jest zarówno całkowite przemieszczenie (które nie musi pokrywać się z odległością między dwoma miastami) dokonane w podróży między dwoma miastami, na przykład 216 kilometrów, jak również czas spędzony na tej trasie - na przykład trzy godziny-.

Obliczanie średniej prędkości byłoby przeprowadzane w następujący sposób:

v_m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

Jeśli chcesz wyrazić prędkość w jednostkach systemu międzynarodowego, należy przeprowadzić następującą konwersję:

v_m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, biorąc pod uwagę, że jeden kilometr to tysiąc metrów, a jedna godzina ma 3600 sekund.

Drugi przykład

Innym praktycznym przypadkiem obliczania średniej prędkości jest to, że w danym okresie wykonano kilka podróży.

Załóżmy, że kobieta, która odbyła kilka wycieczek rowerowych w ciągu kilku dni i chce wiedzieć, jaka była średnia całkowita prędkość jej podróży.

Kobieta pokonała następujące odległości w kolejnych dniach: 30 kilometrów, 50 kilometrów, 40 kilometrów i 20 kilometrów.

Odpowiednie czasy były następujące: półtorej godziny, dwie i pół godziny, dwie i pół godziny oraz półtorej godziny. Następnie obliczona średnia prędkość jest obliczana w następujący sposób:

v_m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Przykłady średniej prędkości

Może być interesujące znać kilka przykładów średnich prędkości jazdy, aby mieć bardziej intuicyjne wyobrażenie o różnych wartościach, które może przyjąć prędkość.

W przypadku osoby idącej wartość ich średniej prędkości wynosi 5 kilometrów na godzinę. Jeśli ta sama osoba biegnie, może osiągnąć połowę tej średniej prędkości.

Średnią prędkość amatorskiego rowerzysty można oszacować na około 16 kilometrów na godzinę, podczas gdy zawodowemu kolarzowi na drodze średnia prędkość osiąga wartość 45 kilometrów na godzinę.

Huragany kategorii 1 mogą mieć średnią prędkość 119 kilometrów na godzinę. Wreszcie średnia prędkość orbity Ziemi wokół Słońca wynosi 107 218 kilometrów na godzinę.

Referencje

1. Prędkość (n.d.). W Wikipedii. Pobrane 23 kwietnia 2018 r. Z en.wikipedia.org.
2. Prędkość (n.d.). W Wikipedii. Pobrane 23 kwietnia 2018 r. Z es.wikipedia.org.
3. Kilometr na godzinę (n.d.). W Wikipedii. Pobrane 23 kwietnia 2018 r. Z es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Wykłady Feynmana na temat fizyki.
5. Elert, Glenn. „Prędkość i prędkość”. Fizyka Hypertextbook. Pobrane 23 kwietnia 2018 roku.