Перевірені досвідом рекомендації Українцям Як визначається середня швидкість

Як визначається середня швидкість

✅Середня швидкість – формула та визначення

Найважливішою характеристикою тіла в кінематиці є швидкість, з якою воно рухається. Рух з нульовою швидкістю фактично взагалі не є рухом. Однак швидкість можна вимірювати різними методами і отримувати різні значення.

Наприклад, можна знаходити середню швидкість. Розглянемо цю тему докладніше: дамо визначення середньої швидкості, наведемо формулу середньої швидкості.

Рух і його швидкість

Рух – це зміна координати матеріальної точки з часом. Для обчислення швидкості зміни координати використовується така фізична величина, як швидкість (для позначення використовується символ v):

Якщо рух відбувається рівномірно, то це відношення завжди буде однаковим, незалежно від вибору моменту часу.

Наприклад, якщо автомобіль рухається зі швидкістю 36 км/год, то за час Δt = 5c він пройде відстань Δx = 50 м, а за час Δt = 60C він пройде відстань Δx = 600 м.

Відношення пройденої відстані до часу переміщення в обох випадках буде однаковим і рівним v=10 м/с.це і є швидкість руху автомобіля в даному прикладі.
Швидкість руху

Рівномірний і нерівномірний рух

Зауважимо, що автомобіль в наведеному прикладі на розглянутому проміжку часу Δt рухається рівномірно. Але такий рух зустрічається досить рідко.

Той же автомобіль колись стояв на місці, потім почав розгін і лише потім рухався рівномірно. А якщо розглянути ситуацію далі — то рано чи пізно автомобіль почне уповільнення і зупиниться.

Виходить, що швидкість руху в розглянутому проміжку часу може змінюватися. Рух зі змінною швидкістю називається нерівномірним.

Середня швидкість

Як можна порівнювати швидкості нерівномірних рухів?

Один зі способів вирішення цього завдання-використання у фізиці такого поняття, як середня швидкість.

Ідея полягає в тому, щоб знехтувати зміною швидкості під час розглянутого проміжку часу, а розглядати тільки початковий і кінцевий момент. Таке вимірювання зручно, якщо нам необхідно оцінити загальний результат руху.

Справді, як правило, метою руху є прибуття в кінцевий пункт до необхідного моменту часу. Як саме це досягнуто, часто неважливо. Тіло могло почати рух відразу і рівномірно досягти кінцевого пункту.

Могло, як автомобіль, спершу розігнатися, а потім загальмувати в кінцевому пункті до того ж моменту часу. Нарешті, тіло могло рухатися “ривками”, роблячи ряд зупинок під час переміщення, але прибути в кінцевий пункт, знову ж таки, до того ж моменту часу.

У всіх трьох наведених випадках важливо те, що тіло почало і закінчило рух в одні і ті ж моменти і перемістилося за час руху на одне і те ж відстань. Що відбувалося під час руху, не розглядається.

Швидкість, що розраховується тільки по початковому і кінцевому моменту руху, називається середньою. Для знаходження середньої швидкості необхідно знайти відношення загального переміщення матеріальної точки до часу, за яке це переміщення відбулося.

Наприклад, якщо автомобіль почав Розгін в нульовий момент часу з нульовою швидкістю, розігнався до 50 км/год, потім пригальмував до 40 км/год, і потім, через хвилину, зупинився в 600 м від початкового пункту, то для знаходження середньої швидкості його руху необхідно 600 м поділити на 60 С. середня швидкість складе 10 м/с.

§ 11. Нерівномірний прямолінійний рух. Середня швидкість нерівномірного руху

СЕРЕДНЯ ШВИДКІСТЬ. У реальному житті найчастіше трапляється нерівномірний рух, коли тіло за рівні інтервали часу здійснює різні переміщення.

Розглянемо приклад. Нехай автомобіль, рухаючись прямолінійно, за 1 год проїхав 60 км. Отже, швидкість його руху — 60 км/год. Але автомобіль протягом цієї години міг гальмувати перед світлофорами, зупинятись і знову набирати швидкість (мал. 65).

Мал. 65. Нерівномірний рух

Тому не можна знати, якою була його швидкість, наприклад, через 10 хв від початку руху, і яку відстань він пройшов за ці 10 хв.

Для опису нерівномірного руху користуються поняттям середньої швидкості.

Середня швидкість проходження шляху (або просто середня швидкість) визначається відношенням пройденого шляху до інтервалу часу руху тіла:

де l1, l2 . — ділянки шляху, пройдені за відповідні інтервали часу t1, t2 . .

Що ж визначає середня швидкість прямолінійного нерівномірного руху?

Середня швидкість характеризує рух тіла на певній ділянці траєкторії за весь час. Якою була швидкість руху тіла в певній точці траєкторії в певний момент часу — невідомо.

МИТТЄВА ШВИДКІСТЬ. Щоб знати швидкість руху тіла в певний момент часу в певній точці траєкторії, застосовують поняття миттєвої швидкості.

Миттєва швидкість визначає напрям і значення швидкості нерівномірного руху в даній точці траєкторії.

Саме миттєву швидкість фіксує спідометр автомобіля.

Про миттєву швидкість можна було говорити й у випадку рівномірного руху. Миттєва швидкість рівномірного руху в будь-якій точці й у будь-який час однакова.

Миттєва швидкість нерівномірного руху в різних точках траєкторії й у різні моменти часу — різна.

ГРАФІКИ ЗАЛЕЖНОСТІ ШЛЯХУ І ШВИДКОСТІ РУХУ ТІЛА ВІД ЧАСУ ПРИ НЕРІВНОМІРНОМУ РУСІ. На відміну від графіків прямолінійного рівномірного руху, графіки залежності шляху і швидкості руху тіла від часу при нерівномірному русі можуть мати різний вигляд у кожному конкретному випадку.

Розглянемо приклад. На малюнку 66 зображено графік залежності шляху від часу для велосипедиста. Охарактеризуємо характер його руху.

Мал. 66. Графік залежності шляху від часу при нерівномірному русі

Як видно з графіка, протягом першої години велосипедист подолав відстань 10 км. Таким чином, швидкість його руху 10 км/год.

Протягом другої години пройдений шлях не змінювався — велосипедист не рухався.

Протягом наступних двох годин (від 2 до 4 год) він проїхав ще 10 км. Отже, швидкість його руху на цій ділянці 5 км/год.

Відповідний графік залежності швидкості руху велосипедиста від часу складається з трьох частин (мал. 67).

Мал. 67. Графік залежності швидкості руху від часу при нерівномірному русі

ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ

Для опису нерівномірного руху користуються поняттями середньої та миттєвої швидкості.

Середня швидкість показує, з якою швидкістю має рухатись тіло рівномірно, щоб дану відстань подолати за такий самий час, як і під час нерівномірного руху.

Миттєва швидкість — визначає напрям і значення швидкості нерівномірного руху в даній точці траєкторії.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗНАНЬ

Дайте відповідь на запитання

1. Який рух називають нерівномірним? Наведіть приклади нерівномірного руху.

2. Як визначають середню швидкість нерівномірного руху?

3. У яких випадках застосовують поняття середньої та миттєвої швидкості руху тіла?

1. На малюнку 68 зображено графік залежності швидкості руху тіла від часу. Поясніть, як рухалось тіло.

Мал. 68. Поясніть, як рухалося тіло

2. На малюнку 69 зображено графік залежності координати тіла від часу. Поясніть характер руху тіла. Який вигляд матиме графік залежності пройденого шляху від часу в цьому випадку. У чому відмінність між цими графіками?

Мал. 69. Графік залежності координати тіла від часу

3. Під час руху автомобіля щохвилини фіксували покази спідометра. Чи можна за цими даними визначити середню швидкість руху автомобіля?

1. Турист рухався зі швидкістю 4 м/с і пройшов шлях 100 м. Наступні 1,2 км він рухався зі швидкістю 2 м/с. Визначте середню швидкість руху туриста. Побудуйте графіки v(t), l(t).

2. Автомобіль їхав 1 год зі швидкістю 80 км/год, півгодини стояв і продовжував рухатися ще 2 год з тією ж швидкістю, що була на початку руху. Визначте середню швидкість руху автомобіля. Побудуйте графіки v(t), l(t).

3. Одне тіло проходить відстань 240 км із швидкістю 80 км/год, а в зворотному напрямі — зі швидкістю 40 км/год. Інше тіло ту саму відстань в обидва кінці проходить із сталою швидкістю 60 км/год. Чи однаковий час витрачають обидва тіла на шлях туди і назад?

4. На малюнку 70 зображено графік залежності швидкості руху тіла від часу.

Мал. 70. Графік швидкості тіла

5. Визначте середню швидкість руху тіла. Який шлях пройшло тіло за 90 с? Побудуйте графік залежності шляху від часу.

2. Середня швидкість

Припустимо, що потяг пройшов 150 км (відстань між двома станціями) за 2,5 год. Якщо поділити 150 км на 2,5 год, отримаємо швидкість руху потяга — 60 км/год. Але ж потяг рухався нерівномірно! У такому випадку говорять, що отримано середню швидкість руху потяга.

Середня швидкості руху тіла v cep — це фізична величина, що дорівнює відношенню всього шляху l , який пройшло тіло, до інтервалу часу t , за який цей шлях пройдено:

Зверни увагу! Увесь час руху — це сума часу руху тіла та часу, витраченого на можливі зупинки в ході цього руху.

Для опису нерівномірного руху зручно використовувати графіки.Розглянемо графік залежності швидкості від часу.

За графіком видно, що перші 5 секунд тіло рухалось рівномірно із швидкістю 20 м/с, потім з 5-ї по 20-у секунду тіло рухалось із швидкістю 10 м/с і, нарешті, останні 10 секунд (з 20-ї по 30-у) тіло рухалось із швидкістю 25 м/с. Отже, на всьому шляху швидкість не була однаковою, а це означає, що рух не є рівномірним. Проте, він є рівномірним на окремих ділянках.

Related Post

Скільки сторінок у книзі Гаррі Поттер 1 частинаСкільки сторінок у книзі Гаррі Поттер 1 частина

Гаррі Поттер і філософський камінь Автор Дж. К. Ролінґ Видано українською 13 квітня 2002 року Перекладач(і) Віктор Морозов Сторінок 319 ISBN 966-7047-39-3 Характеристики Видавництво А-ба-ба-га-ла-ма-га Кількість сторінок 815 Вага (г)

У якому віці не можна робити лазерну корекцію зоруУ якому віці не можна робити лазерну корекцію зору

Зміст:1 Лікар пояснила, коли краще робити лазерну корекцію зору2 Вік і лазерна корекція зору2.1 До 18 років: з якого віку можна робити лазерну корекцію зору2.2 Для дітей пропонуємо наступні способи

Як розводити полуницю на городіЯк розводити полуницю на городі

Зміст:1 Успішне вирощування полуниці1.0.1 Терміни вирощування полуниці на одному місці1.0.2 Як розмножити полуницю1.0.3 Посадка полуниці: коли і як посадити1.0.4 Мульчирование полуничних грядок1.0.5 Омолодження полуниці1.0.6 Боротьба зі шкідниками полуниці1.0.7 Зимівля полуниці1.0.8