Скорость движения автомобиля как физическая величина

Скорость как физическая величина

Скорость — физическая величина:

Мы уже несколько раз говорили с вами о скорости разных тел. Настала пора узнать, как вычисляется скорость.

Представим, что во время ходьбы вы делаете 1 шаг в секунду. Для простоты представим, что 1 шаг = 1 метр. Получается, что наша скорость – это 1 шаг в 1 секунду.

скорость = шаг / секунду

Однако, у нас бывают случаи, когда расстояние считается в километрах, метрах, а время в секундах и часах. Поэтому нам желательно выразить всё в единой формуле.

Как мы помним, s – это путь в физике. При одном шаге путь равен 1 метр. И делается этот шаг за 1 секунду.

Секунда, час, день – это время, а время в физике всегда обозначается буквой «t» (от английского слова time).

Скорость тоже обозначается определенной буквой «v».

И мы получаем красивую и компактную формулу скорости:

Скорость – это величина, равная пути, пройденному за единицу времени.

Если машина проезжает 60 километров за 1 час, то её скорость:

60 км/ч = 60 км / 1 час

А если муха пролетает 5 метров за две секунды, то скорость мухи:

2,5 м/с = 5 метров / 2 секунды

Так как скорость имеет определенное направление, то она является векторной величиной. Записывается вектор так (со стрелочкой сверху):

Есть и другие векторные величины, которые мы разберем далее.

А есть и скалярные величины, например, время, масса, объем, которые не имеют направления.

Редактировать этот урок и/или добавить задание Добавить свой урок и/или задание

Добавить интересную новость

Добавить анкету репетитора и получать бесплатно заявки на обучение от учеников

user->isGuest) < echo (Html::a('Войдите', ['/user/security/login'], ['class' =>»]) . ‘ или ‘ . Html::a(‘зарегистрируйтесь’, [‘/user/registration/register’], [‘class’ => »]) . ‘ , чтобы получать деньги $$$ за каждый набранный балл!’); > else < if(!empty(\Yii::$app->user->identity->profile->first_name) || !empty(\Yii::$app->user->identity->profile->surname))< $name = \Yii::$app->user->identity->profile->first_name . ‘ ‘ . \Yii::$app->user->identity->profile->surname; > else < $name = ''; >echo ‘Получайте деньги за каждый набранный балл!’; > ?>—>

При правильном ответе Вы получите 1 балл

Путник Василий проходит за шестнадцатичасовой день 96 километров пути. Сколько Василий проходит за час?

Выберите всего один правильный ответ.

Добавление комментариев доступно только зарегистрированным пользователям

Lorem iorLorem ipsum dolor sit amet, sed do eiusmod tempbore et dolore maLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempborgna aliquoLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempbore et dLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempborlore m mollit anim id est laborum.

28.01.17 / 22:14, Иван Иванович Ответить +5

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetu sed do eiusmod qui officia deserunt mollit anim id est laborum.

28.01.17 / 22:14, Иван ИвановичОтветить -2

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing sed do eiusmod tempboLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod temLorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit, sed do eiusmod tempborpborrum.

28.01.17 / 22:14, Иван Иванович Ответить +5

Источник статьи: http://uchilegko.info/physics/skorost-kak-fizicheskaya-velichina

Скорость движения

Скорость является одной из основных характеристик механического движения. Она выражает саму суть движения, т.е. определяет то отличие, которое имеется между телом неподвижным и телом движущимся.

Единицей измерения скорости в системе СИ является м/с.

Важно помнить, что скорость – величина векторная. Направление вектора скорости определяется по траектории движения. Вектор скорости всегда направлен по касательной к траектории в той точке, через которую проходит движущееся тело (рис.1).

К примеру, рассмотрим колесо движущегося автомобиля. Колесо вращается и все точки колеса движутся по окружностям. Брызги, разлетающиеся от колеса, будут лететь по касательным к этим окружностям, указывая направления векторов скоростей отдельных точек колеса.

Таким образом, скорость характеризует направление движения тела (направление вектора скорости) и быстроту его перемещения (модуль вектора скорости).

Отрицательная скорость

Может ли скорость тела быть отрицательной? Да, может. Если скорость тела отрицательна, это значит, что тело движется в направлении, противоположном направлению оси координат в выбранной системе отсчета. На рис.2 изображено движение автобуса и автомобиля. Скорость автомобиля отрицательна, а скорость автобуса положительна. Следует помнить, что говоря о знаке скорости, мы имеем ввиду проекцию вектора скорости на координатную ось.

Равномерное и неравномерно движение

В общем случае скорость зависит от времени. По характеру зависимости скорости от времени, движение бывает равномерное и неравномерно.

В случае неравномерного движения говорят о средней скорости:

Примеры решения задач по теме «Скорость»

Задание	Автомобиль прошел первую половину пути между двумя населенными пунктами со скоростью 90 км/ч, а вторую половину – со скоростью 54 км/ч. Определите среднюю скорость автомобиля.
Решение	Было бы неверным вычислять среднюю скорость автомобиля как среднее арифметическое двух указанных скоростей.

Воспользуемся определением средней скорости:

Так как предполагается прямолинейное равномерное движение, знаки векторов можно опустить.

Время, потраченное автомобилем на прохождение всего отрезка пути:

где — время, затраченное на прохождение первой половины пути, а — время, затраченное на прохождение второй половины пути.

Суммарное перемещение равно расстоянию между населенными пунктами, т.е. .

Подставив эти соотношения в формулу для средней скорости, получим:

Переведем скорости на отдельных участках в систему СИ:

км/ч м/с

км/ч м/с

Тогда средняя скорость автомобиля:

(м/с)

Ответ Средняя скорость автомобиля равна 18,8 м/с

Задание	Автомобиль проехал 10 секунд со скоростью 10 м/с, а затем ехал еще 2 минуты со скоростью 25 м/с. Определить среднюю скорость автомобиля.
Решение	Сделаем рисунок.

Также как и в предыдущей задаче, знаки векторов в формуле опускаем. предполагая равномерное прямолинейное движение.

Время в системе СИ измеряется в секундах, переводим значение времени в систему СИ:

мин сек

Средняя скорость автомобиля:

(м/с)

Источник статьи: http://ru.solverbook.com/spravochnik/mexanika/kinematika/skorost/

Скорость механического движения

Пример 1
Допустим, что авто с людьми перемещается по шоссе. Люди осуществляют движение вместе с машиной, то есть они перемещаются в пространстве относительно трассы, но относительно авто они неподвижны.

Данный пример показывает, что для определения перемещения нужно назначить точку отсчета, то есть какой-то объект, по отношению к которому рассматривается перемещение другого объекта. К данной точке отсчета привязывается система координат, что тесно связана с методами измерения времени, а в совокупности они создают концепцию отсчёта.

Расположение объекта задают координатами. К примеру, габариты космической станции, что находится на орбите вокруг Земли, не принимаются во внимание, так как они очень малы во вселенских масштабах, а рассчитывается лишь траектория её движения во времени. То есть, размерами объектов зачастую пренебрегают и рассматривают отдельные тела в качестве материальных точек.

Линию, по которой перемещается материальная точка, называют траекторией, а её длину – путём. Единицей измерения пути является метр (м). Механическое движение материальной точки характеризуют тремя основными физическими величинами: скоростью, перемещением и ускорением.

Скорость механического движения

Механическое перемещение описывают ещё и быстротой движения объекта, что и является скоростью его движения. Скорость – величина векторная. То есть для полного описания скорости необходимо знать не только её значение, но и направление движения объекта. Обычно направление скорости рассматривается в сторону траектории движения материальной точки. Таким образом величина скорости изучаемого объекта показывает путь, который он преодолел за одну единицу времени. Иными словами, для расчёта скорости перемещения необходимо путь, пройденный объектом, разделить на интервал времени прохождения данного пути.

То есть, это векторная величина, показывающая предел стремления средней скорости за ничтожно малый интервал времени. Данная траектория есть первой производной от вектора по времени. Вектором моментальной скорости является касательная к траектории перемещения объекта, направленная в сторону его движения.

Величина мгновенной скорости точно определяет движение объекта в настоящий момент времени.
К примеру, при поездке авто в отдельный момент времени скорость на спидометре равняется 100 км/ч, чуть позже стрелка спидометра указывает на 110 км/ч, а после – 90 км/ч.

Физический смысл мгновенной скорости состоит в том, что она характеризует изменение движения объектов в пространстве. И для того, чтобы понять, как изменяется местонахождение объекта, необходимо некоторое время за ним наблюдать.

Тот же спидометр измеряет скорость на основании конкретного отрезка времени. В физическом смысле понятие определения скорости в данный конкретный момент является не совсем корректным. Просто данный термин является удобным при расчетах параметров движения тела.

Закон сложения скоростей

Скорость любого движущегося тела относительно точки отсчета будет равняться векторной сумме скоростей движения элементов относительно подвижной системы. Данная теория позволяет точно определить местонахождение объекта в конкретный момент времени.

Рассмотрим данный закон более подробно. Для этого возьмем две системы отсчёта, одна из которых будет связана с неподвижной точкой отсчета \(О\) . Обозначим эту систему отсчёта буквой \(К\) , она будет неподвижна.
Вторую систему обозначим буквой \(К’\) , она будет перемещаться относительно точки отсчета О определенной скоростью \(u ̅\) , и будет подвижной.

Стоит сказать, что скорость – это векторная величина. Направление вектора скорости определяется траекторией движения. Он направлен по касательной к траектории перемещения тела в конкретный момент.

Скорость со знаком минус

Английский ученый Роберт Бойд сумел присвоить отрицательную скорость пучку света. Это происходило в момент импульса, продвигающегося к источнику, а не наоборот. Интересным является тот факт, что при изменении определённым образом окружающей среды и пропускании через неё пучка света, становится возможным управлять его скоростью, как бы замедляя его в сотни тысяч раз, либо совсем останавливая.

В этом примере говорится о групповой скорости, которая определяет скорость перемещения одного пучка импульса света. Благодаря рассеиванию данный элемент может перемещаться гораздо медленнее, нежели каждый отдельно взятый фотон, и наоборот – быстрее скорости света вакуума.

Здесь не говорится о нарушении закона природы, так как самые первые фотоны импульса долетают до конца не раньше, чем свет. Если говорить об остановке светового пучка, то стоит отметить поглощение импульса специальной средой с повторным излучением. В этот момент все исходные свойства объекта остаются неизменными вплоть до последнего фотона.

Источник статьи: http://spravochnikvs.com/skorost_mehanicheskogo_dvizheniya