Viteza
definiție Istoricăedit
fizicianul italian Galileo Galilei este de obicei creditat că a fost primul care a măsurat viteza luând în considerare distanța parcursă și timpul necesar. Galileo a definit viteza ca distanța parcursă pe unitate de timp. În formă de ecuație, adică
v = d t , {\displaystyle v={\frac {d}{t}},}
unde v {\displaystyle v}
este viteza, d {\displaystyle d}
este distanța, iar t {\displaystyle t}
este timpul. Un ciclist care parcurge 30 de metri într-un timp de 2 secunde, de exemplu, are o viteză de 15 metri pe secundă. Obiectele în mișcare au adesea variații de viteză (o mașină ar putea călători de-a lungul unei străzi cu 50 km/h, încetinește până la 0 km/h și apoi ajunge la 30 km/h).
viteza instantanee
viteza la un moment dat, sau presupusă constantă într-o perioadă foarte scurtă de timp, se numește viteză instantanee. Privind la un vitezometru, se poate citi viteza instantanee a unei mașini în orice moment. O mașină care circulă cu 50 km/h merge în general mai puțin de o oră la o viteză constantă, dar dacă ar merge cu această viteză timp de o oră întreagă, ar parcurge 50 km. Dacă vehiculul ar continua cu această viteză timp de o jumătate de oră, ar acoperi jumătate din această distanță (25 km). Dacă ar continua doar un minut, ar acoperi aproximativ 833 m.
în termeni matematici, viteza instantanee v {\displaystyle v}
este definită ca magnitudinea vitezei instantanee v {\displaystyle {\boldsymbol {v}}}
, adică derivata poziției r {\displaystyle {\boldsymbol {r}}}
în raport cu timpul: v = / v | = | r | = / d r D t/. {\displaystyle v = \ stânga / {\boldsymbol {v}} \ dreapta / = \ stânga / {\punct {\boldsymbol {r}}} \ dreapta / = \ stânga|{\frac {d {\boldsymbol {r}}} {dt}} \ dreapta/\,.}
dacă s {\displaystyle S}
este lungimea căii (cunoscută și ca distanța) parcursă până la timpul t {\displaystyle t}
, viteza este egală cu derivata de timp a lui s {\displaystyle S}
: v = d s d t . {\displaystyle v={\frac{ds} {dt}}.}
în cazul special în care viteza este constantă (adică viteza constantă în linie dreaptă), aceasta poate fi simplificată la v = S/t {\displaystyle v=s/t}
. Viteza medie pe un interval de timp finit este distanța totală parcursă împărțită la Durata de timp.
viteza Medieedit
diferit de viteza instantanee, viteza medie este definită ca distanța totală parcursă împărțită la intervalul de timp. De exemplu, dacă o distanță de 80 de kilometri este parcursă în 1 oră, viteza medie este de 80 de kilometri pe oră. De asemenea, dacă se parcurg 320 de kilometri în 4 ore, viteza medie este de 80 de kilometri pe oră. Când o distanță în kilometri (km) este împărțită la un timp în ore (h), rezultatul este în kilometri pe oră (km/h).
viteza medie nu descrie variațiile de viteză care ar fi putut avea loc în intervale de timp mai scurte (deoarece este întreaga distanță parcursă împărțită la timpul total de călătorie), astfel încât viteza medie este adesea destul de diferită de o valoare a vitezei instantanee. Dacă se cunosc viteza medie și timpul de deplasare, distanța parcursă poate fi calculată prin rearanjarea definiției la
d = v t . {\displaystyle d = {\boldsymbol {\bar {v}}} t\,.}
exprimată în limbaj grafic, panta unei linii tangente în orice punct al unui grafic distanță-timp este viteza instantanee în acest moment, în timp ce panta unei linii de coardă a aceluiași grafic este viteza medie în intervalul de timp acoperit de coardă. Viteza medie a unui obiect isVav = s xqtt
diferența dintre viteză și vitezăedit
viteza indică doar cât de repede se mișcă un obiect, în timp ce viteza descrie atât cât de repede și în ce direcție se mișcă obiectul. Dacă se spune că o mașină circulă cu 60 km/h, viteza sa a fost specificată. Cu toate acestea, dacă se spune că mașina se deplasează cu 60 km/h spre nord, viteza sa a fost specificată acum.
marea diferență poate fi discernută atunci când se ia în considerare mișcarea în jurul unui cerc. Când ceva se mișcă într-o cale circulară și revine la punctul său de plecare, viteza sa medie este zero, dar viteza sa medie se găsește împărțind circumferința cercului la timpul necesar pentru a se deplasa în jurul cercului. Acest lucru se datorează faptului că viteza medie este calculată luând în considerare doar deplasarea dintre punctele de început și final, în timp ce viteza medie ia în considerare doar distanța totală parcursă.
viteza Tangentaedit
Viteza liniară este distanța parcursă pe unitatea de timp, în timp ce viteza tangențială (sau viteza tangențială) este Viteza liniară a ceva care se deplasează de-a lungul unei căi circulare. Un punct de pe marginea exterioară a unui carusel sau placă turnantă parcurge o distanță mai mare într-o rotație completă decât un punct mai aproape de centru. Deplasarea pe o distanță mai mare în același timp înseamnă o viteză mai mare și, prin urmare, Viteza liniară este mai mare pe marginea exterioară a unui obiect rotativ decât este mai aproape de axă. Această viteză de-a lungul unei căi circulare este cunoscută sub numele de viteză tangențială, deoarece direcția de mișcare este tangentă cu circumferința cercului. Pentru mișcarea circulară, termenii viteză liniară și viteză tangențială sunt folosiți în mod interschimbabil și ambele utilizează unități de m/s, km/h și altele.
viteza de rotație (sau viteza unghiulară) implică numărul de rotații pe unitate de timp. Toate părțile unui carusel rigid sau o placă turnantă se rotesc în jurul axei de rotație în același timp. Astfel, toate părțile au aceeași rată de rotație sau același număr de rotații sau rotații pe unitate de timp. Este obișnuit să se exprime ratele de rotație în rotații pe minut (RPM) sau în ceea ce privește numărul de „radiani” transformați într-o unitate de timp. Există puțin mai mult de 6 radiani într-o rotație completă (exact 2 radiani centimetrici). Când o direcție este atribuită vitezei de rotație, este cunoscută sub numele de viteză de rotație sau viteză unghiulară. Viteza de rotație este un vector a cărui magnitudine este viteza de rotație.
viteza tangențială și viteza de rotație sunt legate: cu cât sunt mai mari rpm-urile, cu atât este mai mare viteza în metri pe secundă. Viteza tangențială este direct proporțională cu viteza de rotație la orice distanță fixă față de axa de rotație. Cu toate acestea, viteza tangențială, spre deosebire de viteza de rotație, depinde de distanța radială (distanța de la axă). Pentru o platformă care se rotește cu o viteză de rotație fixă, viteza tangențială în centru este zero. Spre marginea platformei viteza tangențială crește proporțional cu distanța față de axă. În ecuație de forma:
v ∝ r ω , {\displaystyle v\propto \!\, r \ omega\,,}
unde v este viteza tangențială, iar XV (litera greacă omega) este viteza de rotație. Unul se mișcă mai repede dacă viteza de rotație crește (o valoare mai mare pentru XV) și, de asemenea, se mișcă mai repede dacă se produce o mișcare mai departe de axă (o valoare mai mare pentru R). Deplasați-vă de două ori mai departe de axa de rotație din centru și vă deplasați de două ori mai repede. Deplasați-vă de trei ori mai departe și aveți de trei ori mai multă viteză tangențială. În orice tip de sistem rotativ, viteza tangențială depinde de cât de departe sunteți de axa de rotație.
atunci când se utilizează unități adecvate pentru viteza tangențială v, viteza de rotație XV și distanța radială r, proporția directă a lui v atât la R, cât și la XV devine ecuația exactă
v = r . {\displaystyle v=r \omega\,.}
Leave a Reply