Keskmine kiirus Kuidas arvutada ja näiteid

The keskmine kiirus või keskmine kiirus määratletakse kui jagatud suhe läbitud ruumi ja selle ruumi reisimise aja vahel. Kiirus on nii inimeste füüsilises kui igapäevaelus väga oluline. See on esindatud peaaegu kõigis inimeste elu aspektides.

Selline kiiruse olemasolu on eriti märgatav tänapäeva ühiskonnas, kus kasvab nõudlus vahetuse järele. Loomulikult on kiirus sisuliselt seotud ka paljude füüsiliste nähtustega. Kuidagi on kõigil inimestel intuitiivne idee, mis on enam-vähem täpne, kiiruse mõiste kohta.

On vaja eristada keskmist kiirust ja hetkekiirust. Hetkekiirus on kiirus, mida keha teatud hetkel viibib, samas kui keskmine kiirus on nihke ja aja vaheline suhe..

Lisaks tuleb märkida, et kiirus on skalaarne kogus; see tähendab, et sellel on suund, mõte ja moodul. Sel viisil rakendatakse kiirust ühes suunas.

Rahvusvahelises süsteemis mõõdetakse kiirust meetrites sekundis (m / s), kuigi teisi üksusi kasutatakse sageli igapäevaelus, näiteks kilomeetreid tunnis (km / h)..

Indeks

• 1 Kuidas seda arvutada?
  • 1.1 Kiiruse mõõtühikud
• 2 Keskmise kiiruse arvutamise näited
  • 2.1 Esimene näide
  • 2.2 Teine näide
• 3 Keskmise kiiruse näited
• 4 Viited

Kuidas seda arvutada?

Keskmine kiirus arvutatakse järgmisest väljendist:

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

Selles võrrandis v_m on keskmine kiirus, Δs on nihke suurenemine ja Δt on aja suurenemine. Omalt poolt s_f  ja s₀  need on vastavalt lõplikud ja esialgsed nihked; samal ajal kui t_f ja t₀ need on vastavalt lõplik ja algne aeg.

Teine keskmine kiiruse arvutamise väljendus on:

v_m = s_t / t_t

Nimetatud väljendis s_t on kogu nihe ja t_t on ümberpaigutamiseks tehtud kogu aeg.

Nagu käesolevas arvutustes on täheldatud, võetakse arvesse ainult kogu ümberpaigutamist ja selles kasutatavat kogu aega, ilma et igal ajal oleks vaja arvesse võtta seda, kuidas see ümberpaiknemine on toimunud..

Samuti ei ole vaja teada, kas keha on kiirenenud, on peatunud või on teinud kogu reisi pideva kiirusega.

Tihti võib osutuda vajalikuks pöörata ümberarvutust, et määrata kogu nihke keskmine kiirus ja kogu kulutatud aeg.

Sellisel juhul peame lihtsalt tühistama esimese võrrandi nihke, et saada väljend, mis võimaldab meil seda arvutada:

Δs = v_m ∙ Δt

Seda võib teha ka siis, kui teil on vaja arvutada aeglasest ajast, mis kulub teadaoleva keskmise kiirusega nihkele:

Δt = v_m ∙ Δs

Kiiruse mõõtühikud

Kiirust saab väljendada erinevate ühikutega. Nagu juba eespool mainitud, on rahvusvahelises süsteemis mõõtühik meeter sekundis.

Sõltuvalt kontekstist võib siiski olla mugavam või praktilisem kasutada teisi seadmeid. Seega kasutatakse transpordivahendite puhul tavaliselt kilomeetri tunnis.

Omalt poolt kasutavad nad anglosaksi ühikute süsteemis suu sekundis (ft / s) või miili tunnis (mph) transpordivahendite puhul.

Meretranspordis kasutatakse tavaliselt sõlme; Teisest küljest kasutatakse aeronautikas mõnikord Machi arvu, mis on määratletud kui keha kiiruse ja heli kiiruse vahekord..

Keskmise kiiruse arvutamise näited

Esimene näide

Tüüpiline näide, mille puhul võib osutuda vajalikuks keskmise kiiruse arvutamine, on kahe eraldi linna nihutamine.

Oletame juhtumit, kus on teada nii kahe linna vahelisel teekonnal (näiteks 216 kilomeetri pikkune) tehtud kogukäik (mis ei pea langema kokku kahe linna vaheline kaugus) kui ka sellel liinil kulutatud aeg - näiteks kolm tundi-.

Keskmine kiirus arvutatakse järgmiselt:

v_m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

Kui soovitakse väljendada kiirust rahvusvahelise süsteemi ühikutes, tuleb teha järgmine konversioon:

v_m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, arvestades, et üks kilomeeter on tuhat meetrit ja üks tund on 3600 sekundit.

Teine näide

Teine praktiline juhtum keskmise kiiruse arvutamiseks on see, kui teatud aja jooksul on tehtud mitu reisi.

Oletame, et naine, kes on teinud mitu päeva mitu jalgrattamatkust, ja tahab teada, milline oli tema reisi keskmine kiirus.

Naine on läbinud järgmisi vahemaid mööda järjestikuseid päevi: 30 kilomeetrit, 50 kilomeetrit, 40 kilomeetrit ja 20 kilomeetrit.

Vastavad ajad olid järgmised: poolteist tundi, kaks ja pool tundi, kaks ja pool tundi ning poolteist tundi. Seejärel arvutatakse saadud keskmine kiirus järgmiselt:

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

Keskmise kiiruse näited

Võib olla huvitav teada mõningaid näiteid keskmise sõidukiiruse kohta, et saada intuitiivsem idee erinevatest väärtustest, mida kiirus võib võtta.

Jalutuskäigu puhul loetakse nende keskmise kiiruse väärtus 5 km tunniks. Kui sama isik töötab, võib ta jõuda poole keskmisest kiirusest.

Amatööride ratturite keskmist kiirust võib hinnata umbes 16 kilomeetri tunnis, samas kui professionaalse jalgratturi puhul saavutab tee keskmine kiirus 45 km tunnis..

1. kategooria orkaanide keskmine kiirus võib olla 119 kilomeetrit tunnis. Lõpuks, Maa orbitaalkiirus päikese ümber on 107 218 kilomeetrit tunnis.

Viited

1. Kiirus (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 23. aprillil 2018, en.wikipedia.org.
2. Kiirus (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 23. aprillil 2018, es.wikipedia.org.
3. Kilomeeter tunnis (n.d.). Wikipedias. Välja otsitud 23. aprillil 2018, es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Feynmani loengud füüsikast.
5. Elert, Glenn. "Kiirus ja kiirus". Füüsika hüpertekstiraamat. Välja otsitud 23. aprillil 2018.