РАЗЛИКИ МЕЖДУ СКОРОСТТА И СКОРОСТТА (С ПРИМЕРИ) - ФИЗИЧЕСКИ - 2025

На разликите между скорост и скорост съществуват, въпреки че и двете са свързани физични величини. В общия език единият или другият термин се използва взаимозаменяемо, сякаш са синоними, но във Физиката е необходимо да ги разграничим.

Тази статия дефинира и двете понятия, посочва разликите и обяснява, като използва примери, как и кога се прилага едно или друго. За опростяване считаме частица в движение и оттам ще прегледаме концепциите за скорост и скорост.

Фигура 1. Скорост и скорост на частица, движеща се в крива. Изготвил: Ф. Сапата.

Разлики между скоростта и скоростта

	скорост	скорост
дефиниция	Това е изминатото разстояние за единица време	Това е изместване (или промяна на положението) във всяка единица време
нотация	V	V
Математически тип обект	Изкачвам се	вектор
Формула (за ограничен период от време) *	v = Δs / Δt	v = Δr / Δt
Формула (за даден момент от време) **	v = ds / dt = s '(t)	v = dr / dt = r '(t)
Обяснение на формулата	* Дължина на изминатия път, разделена на времевия период, използван за пътуването му. ** С мигновена скорост времевият интервал се стреми към нула. ** Математическата операция е производната на дъговата точка като функция на времето по отношение на момента t на времето.	* Разместване на вектора, разделено на времето, през което е станало изместването. ** При моментална скорост изтичането на времето клони към нула. ** Математическата операция е производна на позиционната функция по отношение на времето.
характеристики	За да се изрази, е необходимо само положително реално число, независимо от пространствените измерения, в които се случва движението. ** Незабавна скорост е абсолютната стойност на моменталната скорост.	Може да отнеме повече от едно реално число (положително или отрицателно), за да го изразите, в зависимост от пространствените измерения, в които се случва движението. ** Модулът с мигновена скорост е мигновена скорост.

Примери с равномерна скорост на прави участъци

В горната таблица са обобщени различни аспекти на скоростта и скоростта. И след това, като допълнение, помислете за няколко примера, които илюстрират включените понятия и техните взаимоотношения:

- Пример 1

Да предположим, че червена мравка се движи по права линия и в посоката, посочена на фигурата по-долу.

Фигура 2. Мравка по прав път. Източник: Ф. Сапата.

В допълнение, мравката се движи равномерно, така че изминава разстояние от 30 милиметра за период от време 0,25 секунди.

Определете скоростта и скоростта на мравката.

Решение

Скоростта на мравката се изчислява, като се раздели разстоянието Δs, изминато от времето Δt.

v = Δs / Δt = (30 mm) / (0.25s) = 120 mm / s = 12 cm / s

Скоростта на мравка се изчислява чрез разделяне на изместването Δ r на периода от време, през който е направено преместването.

Отместването е 30 mm в посока 30 ° по отношение на оста X или в компактна форма:

Δ r = (30 mm ¦ 30º)

Може да се отбележи, че изместването се състои от величина и посока, тъй като е векторно количество. Алтернативно, изместването може да бъде изразено според декартовите си компоненти X и Y по този начин:

Δ r = (30 mm * cos (30º); 30 mm * sin (30º)) = (25,98 mm; 15,00 mm)

Скоростта на мравка се изчислява чрез разделяне на изместването на времето, през което е направено:

v = Δ r / Δt = (25,98 mm / 0,25 s; 15,00 mm / 0,25 s) = (103,92; 60,00) mm / s

Тази скорост в декартовите компоненти X и Y и в единици cm / s е:

v = (10.392; 6.000) cm / s.

Алтернативно, векторът на скоростта може да се изрази в своята полярна форма (модул ¦ посока), както е показано:

v = (12 cm / s ¦ 30º).

Забележка: в този пример, тъй като скоростта е постоянна, средната скорост и мигновената скорост съвпадат. Установява се, че модулът на мигновената скорост е моменталната скорост.

Пример 2

Същият мравка в предишния пример преминава от А до В, след това от В до С и накрая от С до А, следвайки триъгълния път, показан на следващата фигура.

Фигура 3. Триъгълен път на мравка. Източник: Ф. Сапата.

Секция AB го покрива за 0,2s; BC го изпълнява в 0.1s и накрая CA го изпълнява в 0.3s. Намерете средната скорост на пътуването ABCA и средната скорост на пътуването ABCA.

Решение

За да изчислим средната скорост на мравката, започваме с определянето на общото изминато разстояние:

Δs = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

Времевият период, използван за цялото пътуване, е:

Δt = 0,2s + 0,1s + 0,3s = 0,6 s.

Така че средната скорост на мравката е:

v = Δs / Δt = (12 cm) / (0.6s) = 20 cm / s.

След това се изчислява средната скорост на мравката в маршрута ABCA. В този случай изместването, направено от мравката, е:

Δ r = (0 см; 0 см)

Това е така, защото компенсирането е разликата между крайната позиция минус началната позиция. Тъй като и двете позиции са еднакви, тогава разликата им е нулева, което води до изместване на нула.

Това нулево изместване се извършва в период от време 0,6s, така че средната скорост на мравката е:

v = (0 cm; 0 cm) / 0.6s = (0; 0) cm / s.

Извод: средна скорост 20 cm / s, но средната скорост е нулева в пътя ABCA.

Примери с равномерна скорост на извити участъци

Пример 3

Насекомото се движи по кръг с радиус от 0,2 м с равномерна скорост, така че, започвайки от А и стигайки до В, той изминава ¼ на обиколка за 0,25 s.

Фигура 4. Насекомо в кръгло сечение. Източник: Ф. Сапата.

Определете скоростта и скоростта на насекомото в раздел AB.

Решение

Дължината на дъгата на обиколката между A и B е:

Δs = 2πR / 4 = 2π (0,2 m) / 4 = 0,32 m.

Прилагайки определението за средна скорост имаме:

v = Δs / Δt = 0,32 m / 0,25 s = 1,28 m / s.

За да се изчисли средната скорост, е необходимо да се изчисли векторът на изместване между първоначалното положение A и крайното положение B:

Δ r = (0, R) - (R, 0) = (-R, R) = (-0,2, 0,2) m

Прилагайки определението за средна скорост, получаваме:

v = Δ r / Δt = (-0,2, 0,2) m / 0,25s = (-0,8, 0,8) m / s.

Предишният израз е средната скорост между A и B, изразена в декартова форма. Алтернативно средната скорост може да бъде изразена в полярна форма, тоест модул и посока:

- v - = ((-0.8) ^ 2 + 0.8 ^ 2) ^ (½) = 1.13 m / s

Посока = арктан (0.8 / (-0.8)) = арктан (-1) = -45º + 180º = 135º по отношение на оста X.

И накрая, средният вектор на скоростта в полярна форма е: v = (1.13 m / s ¦ 135º).

Пример 4

Ако приемем, че началният час на насекомото в предишния пример е 0s от точка А, имаме, че неговият вектор на положение във всеки момент t се дава от:

r (t) =.

Определете скоростта и мигновената скорост за всяко време t.

Решение

1. Алонсо М., Фин Е. Физика том I: Механика. 1970. Fondo Educativo Interamericano SA
2. Хюит, П. Концептуална физическа наука. Пето издание. Пиърсън.
3. Млад, Хю. Университетска физика със съвременна физика. 14-ти изд. Пирсън.
4. Wikipedia. Speed. Възстановено от: es.wikipedia.com
5. Зита, А. Разлика между скоростта и скоростта. Възстановено от: diferentiator.com