Vidējais ātrums Kā aprēķināt un piemēri

The vidējais ātrums vai vidējais ātrums tiek definēts kā koeficients starp pārvietoto vietu un laiku, kas pavadīts ceļojumā šajā telpā. Ātrums ir būtisks gan cilvēku fiziskajā, gan ikdienas dzīvē. Tā atrodas gandrīz jebkurā cilvēku dzīves aspektā.

Šāda ātruma klātbūtne ir īpaši pamanāma mūsdienu sabiedrībā, kur ir pieaugošs pieprasījums pēc neatliekamības. Protams, ātrums arī ir cieši saistīts ar daudzām fiziskām parādībām. Kādā veidā visiem cilvēkiem ir intuitīva ideja par ātruma jēdzienu.

Ir nepieciešams atšķirt vidējo ātrumu un momentāno ātrumu. Pašreizējais ātrums ir ātrums, ko ķermenis veic noteiktā brīdī, bet vidējais ātrums ir koeficients starp pārvietojumu un laiku.

Turklāt jāatzīmē, ka ātrums ir skalārs daudzums; tas ir, tam ir virziens, jēga un modulis. Šādā veidā ātrums tiek pielietots vienā virzienā.

Starptautiskajā sistēmā ātrumu mēra metros sekundē (m / s), lai gan citas vienības bieži tiek izmantotas ikdienas dzīvē, piemēram, kilometros stundā (km / h)..

Indekss

• 1 Kā to aprēķināt?
  • 1.1. Ātruma mērvienības
• 2 Vidējā ātruma aprēķina piemēri
  • 2.1 Pirmais piemērs
  • 2.2 Otrais piemērs
• 3 Vidējā ātruma piemēri
• 4 Atsauces

Kā to aprēķināt?

Vidējā ātruma aprēķins tiek veikts ar šādu izteiksmi:

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

Šajā vienādojumā v_m ir vidējais ātrums, Δs ir nobīdes pieaugums un Δt ir laika pieaugums. Savukārt, s_f  un s₀  tie ir attiecīgi galīgais un sākotnējais pārvietojums; kamēr t_f un t₀ tie ir attiecīgi pēdējais un sākotnējais laiks.

Vēl viens vidējā ātruma aprēķina izteiksme ir:

v_m = s_t / t_t

Minētajā izteiksmē s_t ir kopējais pārvietojums un t_t ir kopējais laiks, kas ieguldīts šī pārvietojuma veikšanā.

Kā norādīts šajā aprēķinā, tiek ņemts vērā tikai kopējais pārvietojums un tajā izmantotais kopējais laiks, neņemot vērā to, kā šis pārvietojums ir noticis..

Tāpat nav nepieciešams zināt, vai ķermenis ir paātrinājies, ir apstājies vai ir veicis visu braucienu ar nemainīgu ātrumu.

Bieži vien var būt nepieciešams veikt apgriezto aprēķinu, lai noteiktu kopējo pārvietojumu no vidējā ātruma un kopējā pavadītā laika.

Tādā gadījumā mums vienkārši jāizdzēš pirmā vienādojuma pārvietošana, lai iegūtu izteiksmi, kas ļauj mums to aprēķināt:

Δs = v_m ∙ Δt

To var izdarīt arī tad, ja nepieciešams aprēķināt laiku, kas pavadīts pārvietošanai, kas veikta ar zināmu vidējo ātrumu:

Δt = v_m ∙ Δs

Ātruma mērīšanas vienības

Ātrumu var izteikt ar dažādām vienībām. Kā jau iepriekš minēts, Starptautiskajā sistēmā mērvienība ir skaitītājs sekundē.

Tomēr atkarībā no konteksta var būt ērtāk vai praktiskāk izmantot citas vienības. Tādējādi transporta līdzekļu gadījumā parasti izmanto kilometru stundā.

Savukārt anglosakšu vienību sistēmā viņi izmanto pēdu sekundē (ft / s) vai kilometru stundā (mph) attiecībā uz transporta līdzekļiem.

Jūras navigācijā parasti tiek izmantots mezgls; No otras puses, aeronautikā dažkārt tiek izmantots Mach skaits, kas tiek definēts kā koeficients starp ķermeņa ātrumu un skaņas ātrumu..

Vidējā ātruma aprēķina piemēri

Pirmais piemērs

Tipisks piemērs, kurā var būt nepieciešams aprēķināt vidējo ātrumu, ir pārvietojums starp divām atsevišķām pilsētām.

Pieņemsim, ka ir zināms gan kopējais pārvietojums (kas nesakrīt ar attālumu starp abām pilsētām), kas veikts braucienā starp abām pilsētām, piemēram, 216 kilometri, kā arī laiks, kas pavadīts šajā maršrutā - piemēram, trīs stundas-.

Vidējā ātruma aprēķinu veic šādi:

v_m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

Ja vēlams izteikt ātrumu starptautiskās sistēmas vienībās, jāveic šāda konvertācija:

v_m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, ņemot vērā, ka viens kilometrs ir viens tūkstotis metru un viena stunda ir 3600 sekundes.

Otrais piemērs

Cits praktisks vidējā ātruma aprēķināšanas gadījums ir tad, kad noteiktā laika periodā ir veikti vairāki braucieni.

Pieņemsim, ka sieviete, kas vairāku dienu laikā ir veikusi vairākus velosipēdu ceļojumus, un vēlas uzzināt, kāds bija viņas kopējā brauciena vidējais ātrums.

Sievietēm sekojošās dienās ir ceļojušas: 30 kilometri, 50 kilometri, 40 kilometri un 20 kilometri.

Attiecīgie laiki bija šādi: pusotru stundu, divas ar pusi stundas, divas ar pusi stundas un pusotru stundu. Tad iegūto vidējo ātrumu aprēķina šādi:

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

Vidējā ātruma piemēri

Iespējams, ir interesanti uzzināt dažus vidējo braukšanas ātrumu piemērus, lai iegūtu intuitīvāku priekšstatu par dažādām ātruma vērtībām.

Ja persona staigā, to vidējā ātruma vērtība tiek uzskatīta par 5 kilometriem stundā. Ja šī pati persona vada, viņš var sasniegt pusi no vidējā ātruma.

Amatieru riteņbraucēja vidējo ātrumu var aplēst aptuveni 16 kilometrus stundā, savukārt profesionālam velosipēdistam vidējais ātrums sasniedz 45 kilometrus stundā..

1. kategorijas viesuļvētru vidējais ātrums var būt 119 kilometri stundā. Visbeidzot, vidējais Zemes orbitālais ātrums ap Sauli ir 107 218 kilometri stundā.

Atsauces

1. Ātrums (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 23. aprīlī no en.wikipedia.org.
2. Ātrums (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 23. aprīlī no es.wikipedia.org.
3. Kilometrs stundā (n.d.). Vikipēdijā. Saturs iegūts 2018. gada 23. aprīlī no es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Feinmaņa lekcijas par fiziku.
5. Elert, Glenn. "Ātrums un ātrums". Fizikas hipertextbook. Saturs iegūts 2018. gada 23. aprīlī.