Prędkość w fizyce oznacza prędkość ruchu dowolnego obiektu (punktu materialnego) w przestrzeni. Ta wartość jest inna: liniowa, kątowa, średnia, kosmiczna, a nawet superluminalna. Wśród wszystkich istniejących odmian obejmuje również prędkość chwilową. Czym jest ta wartość, jaka jest jej formuła i jakie działania są potrzebne, aby ją obliczyć - dokładnie to zostanie omówione w naszym artykule.
Natychmiastowa prędkość: istota i koncepcja
Nawet uczeń szkoły podstawowej wie, jak określić prędkość obiektu poruszającego się po linii prostej: wystarczy podzielić przebytą odległość przez czas poświęcony na taki ruch. Warto jednak pamiętać, że uzyskany w ten sposób wynik pozwala nam ocenić wartość średnią. Jeśli obiekt porusza się nierównomiernie, to na niektórych odcinkach jego ścieżki prędkość ruchu może się znacznie różnić. Dlatego czasami wartość taka jaknatychmiastowa prędkość. Pozwala ocenić prędkość ruchu punktu materialnego w dowolnym momencie ruchu.
Prędkość chwilowa: wzór obliczeniowy
Ten parametr jest równy granicy (oznaczanej jako granica, w skrócie lim) stosunku przemieszczenia (różnicy współrzędnych) do przedziału czasu, w którym wystąpiła ta zmiana, pod warunkiem, że ten przedział czasu dąży do osiągnięcia zera. Tę definicję można zapisać w postaci następującej formuły:
v=Δs/Δt jako Δt → 0 lub tak v=lim Δt→0 (Δs/Δt)
Zauważ, że prędkość chwilowa jest wielkością wektorową. Jeśli ruch odbywa się w linii prostej, to zmienia się tylko pod względem wielkości, a kierunek pozostaje stały. W przeciwnym razie wektor prędkości chwilowej jest kierowany stycznie do trajektorii ruchu w każdym rozpatrywanym punkcie. Jakie jest znaczenie tego wskaźnika? Prędkość chwilowa pozwala dowiedzieć się, jaki ruch będzie wykonywał obiekt w jednostce czasu, jeśli od rozważanego momentu porusza się on jednostajnie i prostoliniowo.
Wskazówki
W przypadku ruchu jednostajnego nie ma trudności: wystarczy znaleźć stosunek odległości do czasu, w którym obiekt został pokonany. W tym przypadku średnia i chwilowa prędkość ciała są sobie równe. Jeśli ruch nie jest stały, to w tym przypadku konieczne jest ustalenie wielkości przyspieszenia i określenie prędkości chwilowej w każdym określonym momencie. W przypadku ruchu pionowego należy wziąć pod uwagę efekt przyspieszenia.swobodny spadek. Prędkość chwilową samochodu można określić za pomocą radaru lub prędkościomierza. Należy pamiętać, że ruch na niektórych odcinkach ścieżki może przyjąć wartość ujemną.
Aby znaleźć przyspieszenie, możesz użyć akcelerometru lub wykonać funkcję ruchu i użyć wzoru v=v0+a•t. Jeśli ruch rozpoczyna się w stanie spoczynku, to v0=0. Przy obliczaniu należy wziąć pod uwagę fakt, że gdy ciało zwalnia (zmniejsza prędkość), przyspieszenie będzie miało znak minus. Jeżeli obiekt spada swobodnie, chwilową prędkość jego ruchu oblicza się ze wzoru v=g•t. W tym przypadku prędkość początkowa również wynosi 0.
