Mis on kiirus füüsikas?

Kiirust defineeritakse kui a vektor liikumiskiiruse ja suuna mõõtmine. Lihtsamalt öeldes - kiirus on kiirus, millega midagi liigub ühes suunas. Suurel kiirteel põhja poole sõitva auto kiirust ja kosmosesse lastava raketi kiirust saab mõõta kiiruse abil.

Nagu arvata võis, on kiirusvektori skalaarne (absoluutväärtus) suurusjärk: kiirus liikumist. Sisse kalkulatsioon Mõistete järgi on kiirus positsiooni esimene tuletis aja suhtes. Kiirust saab arvutada lihtsa valemi abil, mis sisaldab kiirust, vahemaad ja aega.

Kõige tavalisem viis arvutamiseks püsikiirus sirgjooneliselt liikuva objekti väärtus on järgmine valem:

r = d / t

• r on kiirus või kiirus (mõnikord tähistatud kui v kiiruse jaoks)
• d on läbitud vahemaa
• t on aeg, mis kulub liikumise lõpuleviimiseks

Kiiruse SI (rahvusvahelised) ühikud on m / s (meetrit sekundis), kuid kiirust võib väljendada ka mis tahes vahemaa ühikutes aja kohta. Muud ühikud hõlmavad miili tunnis (mph), kilomeetreid tunnis (kph) ja kilomeetreid sekundis (km / s).

Kiirus, kiirus ja kiirendus on kõik üksteisega seotud, kuigi esindavad erinevaid mõõtmeid. Olge ettevaatlik ja ärge ajage neid väärtusi omavahel segamini.

• Kiirusvastavalt selle tehnilisele määratlusele on skalaarne kogus, mis näitab liikumisteekonna kiirust aja kohta. Selle ühikud on pikkus ja aeg. Teisisõnu - kiirus on teatud aja jooksul läbitud vahemaa mõõt. Kiirust kirjeldatakse sageli lihtsalt kui ajaühikus läbitud vahemaad. See on see, kui kiiresti objekt liigub.
• Kiirus on vektori kogus, mis näitab nihet, aega ja suunda. Erinevalt kiirusest mõõdab kiirus nihe, vektorkogus, mis näitab objekti lõpliku ja algse positsiooni erinevust. Kiirus mõõdab vahemaad, skalaarne kogus, mis mõõdab objekti kogupikkust.
• Kiirendus "Vektori kogus" on määratletud kui vektorkogus, mis näitab kiiruse muutumise määra. Sellel on pikkuse ja aja mõõtmed. Kiirendust nimetatakse sageli "kiirendamiseks", kuid see mõõdab tõesti kiiruse muutusi. Kiirendust saab sõidukis kogeda iga päev. Astud gaasipedaalile ja auto kiireneb, suurendades selle kiirust.

Kiirus mõõdab liikumist, alustades ühest kohast teise suunas. Kiiruse praktilisi rakendusi on lõputult, kuid see on üks levinumaid kiiruse mõõtmise põhjuseid on kindlaks teha, kui kiiresti teie (või mis tahes liikumises liikuv) sihtkohta saabub.

Kiirus võimaldab koostada reisiplaane, mis on õpilastele tavaline füüsikaprobleem. Näiteks kui rong väljub New Yorgi Penni jaamast kell 14:00. ja teate, kui kiiresti rong põhja suundub, võite ennustada, millal see jõuab Bostoni Lõuna jaama.

Kiiruse mõistmiseks heitke pilk prooviprobleemile: füüsikaüliõpilane viskab muna ääretult kõrgelt hoonelt maha. Milline on muna kiirus 2,60 sekundi pärast?

Raskeim osa kiiruslahenduse lahendamisel füüsikaülesandes, nagu see on õige võrrandi valimine ja õigete muutujate ühendamine. Sel juhul tuleks probleemi lahendamiseks kasutada kahte võrrandit: üks hoone hoone kõrguse või muna liikumise vahemaa leidmiseks ja teine ​​lõpliku kiiruse leidmiseks.

Alustage järgmise kauguse võrrandiga, et saada teada, kui kõrge hoone oli:

d = v_Mina* t + 0,5 * a * t²

kus d on vahemaa, v_Mina on algkiirus, t on aeg ja a on kiirendus (mis tähistab antud juhul gravitatsiooni kiirusel -9,8 m / s / s). Ühendage oma muutujad ja saate:

d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s²) (2,60 s)²
d = -33,1 m (negatiivne märk näitab suunda allapoole)

Järgmisena saate selle vahemaa väärtuse ühendada, et kiirus lõpliku võrrandi abil lahendada:

v_f = v_i + a * t

kus v_fon lõplik kiirus, v_i on algkiirus, a on kiirendus ja t on aeg. Lõpliku kiiruse jaoks peate lahenduse leidma, kuna objekt kiirenes teel alla. Kuna muna kukkus ja seda ei visatud, oli algkiirus 0 (m / s).

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

Niisiis on muna kiirus 2,60 sekundi järel -25,5 meetrit sekundis. Kiirust käsitletakse tavaliselt absoluutväärtusena (ainult positiivsena), kuid pidage meeles, et see on vektori kogus ja sellel on nii suund kui ka suurus. Tavaliselt tähistatakse ülespoole liikumist positiivse märgiga ja allapoole negatiivsega, pöörake tähelepanu vaid objekti kiirendusele (negatiivne = aeglustub ja positiivne = kiireneb).