Kas ir ātrums fizikā?

Ātrums tiek definēts kā a vektors kustības ātruma un virziena mērīšana. Vienkārši sakot, ātrums ir ātrums, ar kādu kaut kas pārvietojas vienā virzienā. Automašīnas ātrumu, kas brauc uz ziemeļiem pa galveno automaģistrāli, un ātrumu, ko raķete palaiž kosmosā, var izmērīt, izmantojot ātrumu.

Kā jau varējāt uzminēt, ātruma vektora skalārā (absolūtā vērtība) lielums ir ātrums kustības. Iekšā aprēķins Termini, ātrums ir pirmais pozīcijas atvasinājums attiecībā pret laiku. Ātrumu var aprēķināt, izmantojot vienkāršu formulu, kas ietver ātrumu, attālumu un laiku.

Visizplatītākais veids nemainīgs ātrums objektam, kas pārvietojas taisnā līnijā, ir šāda formula:

r = d / t

• r ir ātrums vai ātrums (dažreiz apzīmēts ar v ātrumam)
• d ir pārvietotais attālums
• t ir laiks, kas nepieciešams, lai pabeigtu kustību

Ātruma SI (starptautiskās) vienības ir m / s (metri sekundē), bet ātrumu var izteikt arī ar jebkurām attāluma vienībām vienā laikā. Citas vienības ietver jūdzes stundā (mph), kilometrus stundā (km / h) un kilometrus sekundē (km / s).

Ātrums, ātrums un paātrinājums visi ir savstarpēji saistīti, lai gan tie attēlo dažādus mērījumus. Esiet piesardzīgs, nejauciet šīs vērtības savā starpā.

• Ātrumssaskaņā ar tā tehnisko definīciju ir skalārs lielums, kas norāda kustības attāluma ātrumu vienā laikā. Tās vienības ir garums un laiks. Citiem vārdiem sakot, ātrums ir attāluma mērs, kas nobraukts noteiktā laika posmā. Ātrumu bieži raksturo vienkārši kā nobraukto attālumu vienā laika vienībā. Tas ir tas, cik ātri objekts pārvietojas.
• Ātrums ir vektora daudzums, kas norāda pārvietojumu, laiku un virzienu. Atšķirībā no ātruma, mēra ātrumu pārvietojums, vektora daudzums, kas norāda atšķirību starp objekta galīgo un sākotnējo stāvokli. Ātrums mēra attālumu, skalārs lielums, kas mēra kopējo objekta ceļa garumu.
• Paātrinājums definē kā vektora daudzumu, kas norāda ātruma izmaiņu ātrumu. Tam ir garuma un laika dimensijas. Paātrinājumu bieži sauc par “paātrināšanu”, taču tas tiešām mēra ātruma izmaiņas. Paātrinājumu transportlīdzeklī var piedzīvot katru dienu. Jūs uzkāpjat uz akseleratora, un automašīna paātrina, palielinot tā ātrumu.

Ātrums mēra kustību, sākot no vienas vietas un virzoties uz citu vietu. Ātruma praktiskā pielietošana ir bezgalīga, taču tas ir viens no biežākajiem ātruma mērīšanas iemesliem ir jānosaka, cik ātri jūs (vai jebkurš kustībā esošs) ieradīsies galapunktā no noteiktās vietas.

Ātrums ļauj izveidot ceļojumu grafikus, kas ir ierasta studentu fizikas problēma. Piemēram, ja vilciens izbrauc no Penna stacijas Ņujorkā pulksten 14:00. un jūs zināt ātrumu, ar kādu vilciens virzās uz ziemeļiem, varat paredzēt, kad tas ieradīsies Dienvidu stacijā Bostonā.

Lai saprastu ātrumu, apskatiet parauga problēmu: fizikas students izmet olu no īpaši augstas ēkas. Kāds ir olšūnas ātrums pēc 2,60 sekundēm?

Grūtākā ātruma risināšanas problēma fizikas problēmās, piemēram, ir pareizā vienādojuma izvēle un pareizo mainīgo pievienošana. Šajā gadījumā problēmas risināšanai jāizmanto divi vienādojumi: viens, lai atrastu ēkas augstumu vai attālumu, no kura dodas ola, un otrs, lai atrastu galīgo ātrumu.

Lai uzzinātu, cik augsta bija ēka, sāciet ar šādu attāluma vienādojumu:

d = v_Es* t + 0,5 * a * t²

kur d ir attālums, v_Es ir sākotnējais ātrums, t ir laiks, un a ir paātrinājums (kas šajā gadījumā apzīmē smagumu pie -9,8 m / s / s). Pievienojiet mainīgos un iegūstat:

d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s²) (2,60 s)²
d = -33,1 m (negatīva zīme norāda virzienu uz leju)

Pēc tam jūs varat pievienot šo attāluma vērtību, lai noteiktu ātrumu, izmantojot galīgo ātruma vienādojumu:

v_f = v_i + a * t

kur v_fir galīgais ātrums, v_i ir sākotnējais ātrums, a ir paātrinājums, un t ir laiks. Jums jāatrisina galīgais ātrums, jo objekts paātrinājās, nolaižoties lejā. Tā kā olšūna tika nomesta un neizmesta, sākotnējais ātrums bija 0 (m / s).

v_f = 0 + (-9,8 m / s²) (2,60 s)
v_f = -25,5 m / s

Tātad, olšūnas ātrums pēc 2,60 sekundēm ir -25,5 metri sekundē. Ātrumu parasti paziņo kā absolūtu vērtību (tikai pozitīvu), taču atcerieties, ka tas ir vektora daudzums un tam ir virziens, kā arī lielums. Parasti pārvietošanās uz augšu tiek norādīta ar pozitīvu zīmi un lejup ar negatīvu, vienkārši pievērsiet uzmanību objekta paātrinājumam (negatīvs = palēninās un pozitīvs = paātrinās).