Διαστατικός τύπος ταχύτητας

Όταν μελετάτε την κινητική, είναι σημαντικό να γνωρίζετε για βαθμωτές και διανυσματικές ποσότητες. Ένα μέγεθος που έχει ένα συγκεκριμένο μέγεθος αλλά προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση ονομάζεται βαθμωτό μέγεθος, ενώ ένα μέγεθος που έχει ένα συγκεκριμένο μέγεθος και κατεύθυνση ονομάζεται επίσης διάνυσμα. Ένα τέτοιο σημαντικό διανυσματικό μέγεθος είναι η ταχύτητα που θα εξηγήσουμε εδώ περαιτέρω.

Συχνά η ταχύτητα συγχέεται με την ταχύτητα, αλλά και οι δύο είναι διαφορετικές ιδιότητες και ποσότητες. Η ταχύτητα είναι μια βαθμωτή οντότητα, ενώ η ταχύτητα είναι μια διανυσματική οντότητα. Αυτό συμβαίνει επειδή η ταχύτητα αναφέρεται εδώ ως «πόσο γρήγορα κινείται ένα αντικείμενο». δεν απαιτούνται πληροφορίες σχετικά με την κατεύθυνση. Αντίθετα, η ταχύτητα αναφέρεται στη μέτρηση τόσο του ρυθμού όσο και της κατεύθυνσης της κίνησης ενός αντικειμένου.

Τι είναι η ταχύτητα;

Η ταχύτητα περιγράφεται ως η μέτρηση του ρυθμού με τον οποίο ένα αντικείμενο αλλάζει τη θέση του σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Για παράδειγμα:αν πρέπει να εξηγήσουμε την ταχύτητα με ένα παράδειγμα, φανταστείτε ένα αυτοκίνητο να κινείται 5 χιλιόμετρα βόρεια και να επιστρέφει στη θέση από όπου ξεκίνησε το ταξίδι του. Κάνει το ίδιο πράγμα πέντε φορές. παρόλο που όλη αυτή η πράξη φαίνεται σαν ανόητο πράγμα, αλλά αυτό έχει ως αποτέλεσμα μηδενική ταχύτητα. Εφόσον το αυτοκίνητο επιστρέφει στην αρχική του θέση, τελικά, το συνολικό ταξίδι ή η απόσταση που διανύθηκε από αυτό δεν είναι δυνατό να υπολογιστεί καθώς επιστρέφει πάντα στην αρχική του θέση, επομένως η ταχύτητα είναι μηδέν.

Αρχική και τελική ταχύτητα

Όταν μετράτε την ταχύτητα ενός αντικειμένου, είναι εξαιρετικά σημαντικό να γνωρίζετε ποια είναι η ταχύτητα όταν το αντικείμενο ξεκίνησε το ταξίδι του και ποια ήταν η ταχύτητα όταν ολοκλήρωσε το ταξίδι. Κατά την επίλυση προβλημάτων με ταχύτητα, εάν ολόκληρη η ταχύτητα είναι ίδια, τότε το άθροισμα γίνεται εύκολο να λυθεί, αλλά οι επιπλοκές εμφανίζονται όταν αλλάζει η ταχύτητα και η αρχική και η τελική ταχύτητα εισέρχονται στη σκηνή.

Αρχική ταχύτητα:η ταχύτητα ενός αντικειμένου όταν ξεκινά το ταξίδι προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Τελική ταχύτητα:η ταχύτητα ενός αντικειμένου όταν τελειώνει το ταξίδι που ξεκίνησε προς μια συγκεκριμένη κατεύθυνση.

Υπολογισμός της ταχύτητας

Σύμφωνα με τον ορισμό της ταχύτητας, είναι μια μέτρηση της απόστασης ανά μονάδα χρόνου.

Άρα, V =d/t όπου V=ταχύτητα, d=απόσταση που έχει διανύσει το αντικείμενο, t=χρόνος που χρειάζεται το αντικείμενο για να διανύσει αυτήν την απόσταση.

Για τον υπολογισμό της τελικής ταχύτητας: 

Για να μάθετε την τελική ταχύτητα ενός αντικειμένου, πρώτα, μάθετε τη δύναμη του αντικειμένου και τη μάζα του επίσης. Διαιρέστε τη δύναμη με τη μάζα και πολλαπλασιάστε την απάντηση με το χρόνο που χρειάζεται το αντικείμενο για να επιταχυνθεί.

Άλλες πτυχές της ταχύτητας

Η μονάδα ταχύτητας SI- m/s ή  (m.s-1).

Άλλες μονάδες που χρησιμοποιούνται:mph, ft/s.

Διάσταση:LT-1.

Τι είναι ο διαστατικός τύπος της ταχύτητας;

Ο τύπος διαστάσεων της ταχύτητας αντιπροσωπεύεται ως M0 L1 T-1

M =Μάζα.

L =Μήκος.

T =Χρόνος.

Παραγωγή του τύπου:

Ταχύτητα =Μετατόπιση x Χρόνος-1_____ (1)

Ο τύπος διαστάσεων της μετατόπισης και του χρόνου είναι [M0 L1 T0] και [M0 L0 T1] αντίστοιχα_____(2)

Αντικαθιστώντας το (2) στο (1) θα πάρουμε,

Ταχύτητα =Μετατόπιση x Χρόνος-1

ή, V =[M0 L1 T -1]

Επομένως, η ταχύτητα γράφεται διαστατικά ως [M 0  L 1  Τ -1 ].

Μέση ταχύτητα

Μέση ταχύτητα είναι η μετατόπιση του αντικειμένου διαιρεμένη με τα χρονικά διαστήματα όπου συνέβη η μετατόπιση. Η τιμή της μέσης ταχύτητας μπορεί να είναι είτε αρνητική είτε θετική, ανάλογα με το πρόσημο της μετατόπισης.

Μέση ταχύτητα =Δ θέση/χρόνος =μετατόπιση/χρόνος.

Παράδειγμα

Ένα άτομο ρίχνει την μπάλα από ένα εξαιρετικά ψηλό κτίριο. Ποια θα είναι η ταχύτητα της μπάλας μετά από 2,60 δευτερόλεπτα;

Για να λύσετε αυτό το άθροισμα, πρέπει πρώτα να μάθετε το ύψος του κτιρίου ή την απόσταση που διανύει το αυγό και επίσης την τελική ταχύτητα.

Το ύψος του κτιρίου μπορεί να αναπαρασταθεί ως, d =vI × t + 0,5 × a × t2 (d=απόσταση, v1=αρχική ταχύτητα, t=χρόνος και a=επιτάχυνση).

Η τελική ταχύτητα μπορεί να αναπαρασταθεί ως v στ  =v i  + a ×t (vf =τελική ταχύτητα, vi =αρχική ταχύτητα, a =επιτάχυνση και t =χρόνος).

Σε αυτό το άθροισμα, εφόσον το αυγό έπεσε και δεν πετάχτηκε, η αρχική ταχύτητα θα είναι μηδέν.

Στη συνέχεια, το μόνο που χρειάζεται να γίνει είναι να ενσωματωθούν οι κατάλληλες τιμές στην εξίσωση και να βρεθεί η απάντηση. Εδώ η ταχύτητα θα αναπαρασταθεί με ένα πρόσημο μείον όπως έπεσε. Αν εκτοξευόταν στον αέρα, θα είχε θετικό πρόσημο.

Συμπέρασμα

Για να κατανοήσετε και να εργαστείτε με τα αθροίσματα της κινητικής, η μελέτη της ταχύτητας και όλων των πτυχών που σχετίζονται με αυτήν είναι εξαιρετικά σημαντική. Με σωστή συγκέντρωση και σαφή έννοια του θέματος, μπορεί κανείς να λύσει εύκολα οποιοδήποτε άθροισμα. Με προβλήματα ταχύτητας, είναι σημαντικό να γνωρίζετε ποια εξίσωση να χρησιμοποιήσετε και στη συνέχεια να βάλετε τις σωστές τιμές για να λάβετε τη σωστή απάντηση.