Мгновенная и средняя скорость
Скорость - очень важное понятие, обсуждаемое в механике. Многие свойства объекта, такие как кинетическая энергия и вязкость, зависят от скорости объекта. Понятие скорости широко используется в таких областях, как кинетика, кинематика, динамика, астрофизика и даже инженерия. Очень важно правильно понимать понятия мгновенной скорости и средней скорости, чтобы преуспеть в таких областях. В этой статье мы собираемся обсудить, что такое мгновенная скорость и средняя скорость, их сходство, определения мгновенной скорости и средней скорости и, наконец, разницу между средней скоростью и мгновенной скоростью.
Что такое мгновенная скорость?
Сначала нужно понять концепцию скорости, чтобы правильно понять концепцию мгновенной скорости. Скорость – это физическая величина тела. Мгновенная скорость может быть задана как мгновенная скорость объекта с направлением, в котором объект движется в этот момент. В ньютоновской механике скорость определяется как скорость изменения смещения. И скорость, и перемещение являются векторами. Они имеют количественное значение и направление. Только количественное значение скорости называется модулем скорости. Это равно скорости объекта. Скорость объекта напрямую связана с кинетической энергией объекта. Теория относительности предлагает более продвинутую версию, которая здесь не обсуждается. Теория относительности также предполагает, что наблюдаемая масса объекта увеличивается, когда скорость объекта увеличивается. Скорость объекта зависит только от изменения пространственно-временной координаты объекта. Мгновенная скорость объекта – это расстояние, которое объект преодолел за бесконечно малое время. Математически это обозначается как dx/dt, где x - вектор смещения. Мгновенную скорость можно рассматривать как скорость, которую мгновенно ощущает объект. Мгновенная скорость есть функция времени. Для объекта, находящегося под действием результирующей силы, мгновенная скорость всегда изменяется. Для объекта, движущегося с постоянной скоростью, мгновенная скорость постоянна.
Что такое средняя скорость?
Средняя скорость – это среднее значение мгновенных скоростей за период времени. Поскольку это трудно получить, для расчета средней скорости используется простой метод. Средняя скорость движения равна общему расстоянию, пройденному объектом, деленному на время, затраченное на путешествие. Если путь объекта представляет собой прямую линию, можно легко получить вектор средней скорости. Другой метод получения средней скорости состоит в том, чтобы интегрировать мгновенную скорость по времени пути. Это дает расстояние, пройденное объектом. Разделив эту величину на время, затраченное на путешествие, можно вычислить среднюю скорость.
В чем разница между средней скоростью и мгновенной скоростью?
• Для данного путешествия мгновенная скорость является функцией времени, но средняя скорость является постоянной.
• Вектор средней скорости всегда совпадает с направлением перемещения. Следовательно, средняя скорость не зависит от пути, но мгновенный вектор скорости зависит от выбранного пути.
