Μέση ταχύτητα Πώς να υπολογίσετε και παραδείγματα

Το μέση ταχύτητα ή η μέση ταχύτητα ορίζεται ως το πηλίκο μεταξύ του διανυθέντος χώρου και του χρόνου που δαπανάται για το διάστημα αυτό. Η ταχύτητα είναι ένα θεμελιώδες μέγεθος τόσο στη φυσική όσο και στην καθημερινή ζωή του λαού. Είναι παρούσα σε σχεδόν κάθε πτυχή της ζωής των ανθρώπων.

Αυτή η παρουσία ταχύτητας είναι ιδιαίτερα αισθητή στη σημερινή κοινωνία, όπου υπάρχει αυξανόμενη ζήτηση για αμεσότητα. Φυσικά, η ταχύτητα είναι επίσης εγγενώς συνδεδεμένη με ένα πλήθος φυσικών φαινομένων. Με κάποιο τρόπο, όλοι οι άνθρωποι έχουν μια διαισθητική ιδέα, περισσότερο ή λιγότερο ακριβή, σχετικά με την έννοια της ταχύτητας.

Είναι απαραίτητο να γίνει διάκριση μεταξύ της μέσης ταχύτητας και της στιγμιαίας ταχύτητας. Η στιγμιαία ταχύτητα είναι η ταχύτητα που ένα σώμα μεταφέρει σε μια συγκεκριμένη στιγμή, ενώ η μέση ταχύτητα είναι το πηλίκο μεταξύ μετατόπισης και χρόνου.

Επιπλέον, πρέπει να σημειωθεί ότι η ταχύτητα είναι μια κλιμακωτή ποσότητα. δηλαδή, έχει μια κατεύθυνση, μια έννοια και μια ενότητα. Με αυτόν τον τρόπο, η ταχύτητα εφαρμόζεται σε μία κατεύθυνση.

Στο διεθνές σύστημα, η ταχύτητα μετράται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο (m / s), αν και άλλες μονάδες χρησιμοποιούνται συχνά στην καθημερινή ζωή, όπως τα χιλιόμετρα ανά ώρα (km / h)..

Ευρετήριο

• 1 Πώς να το υπολογίσετε?
  • 1.1 Μονάδες μέτρησης της ταχύτητας
• 2 Παραδείγματα υπολογισμού της μέσης ταχύτητας
  • 2.1 Πρώτο παράδειγμα
  • 2.2 Δεύτερο παράδειγμα
• 3 Παραδείγματα μέσης ταχύτητας
• 4 Αναφορές

Πώς να το υπολογίσετε?

Ο υπολογισμός της μέσης ταχύτητας πραγματοποιείται από την ακόλουθη έκφραση:

v_m = Δδ / Δt = (s_{στ -} s₀) / (t_{στ -} t₀)

Στην εξίσωση αυτή v_m είναι η μέση ταχύτητα, Δs είναι η αύξηση της μετατόπισης και Δt είναι η αύξηση του χρόνου. Από την πλευρά του, s_στ  και s₀  είναι η τελική και η αρχική μετατόπιση, αντίστοιχα. ενώ t_στ και t₀ είναι η τελική και η αρχική ώρα, αντίστοιχα.

Μια άλλη έκφραση για τον υπολογισμό της μέσης ταχύτητας είναι:

v_m = s_t / t_t

Στην εν λόγω έκφραση s_t είναι η συνολική μετατόπιση και t_t είναι ο συνολικός χρόνος που επενδύθηκε για να γίνει αυτός ο εκτοπισμός.

Όπως παρατηρείται σε αυτόν τον υπολογισμό, λαμβάνεται υπόψη μόνο ο συνολικός εκτοπισμός και ο συνολικός χρόνος που χρησιμοποιείται σε αυτό, χωρίς να είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη ο τρόπος με τον οποίο πραγματοποιήθηκε αυτή η μετατόπιση..

Δεν είναι επίσης απαραίτητο να γνωρίζετε εάν το σώμα έχει επιταχυνθεί, έχει σταματήσει ή έχει κάνει όλο το ταξίδι με μια σταθερή ταχύτητα.

Μπορεί συχνά να είναι απαραίτητο να εκτελέσετε τον αντίστροφο υπολογισμό για να καθορίσετε τη συνολική μετατόπιση από τη μέση ταχύτητα και το συνολικό χρόνο που δαπανάται.

Σε αυτή την περίπτωση πρέπει απλώς να καθαρίσουμε την μετατόπιση της πρώτης εξίσωσης για να πάρουμε την έκφραση που μας επιτρέπει να την υπολογίσουμε:

Δs = v_m ∙ Δt

Θα μπορούσε επίσης να γίνει αν χρειαστεί να υπολογίσετε το χρόνο που αφιερώσατε σε μια μετατόπιση που πραγματοποιήθηκε με μια γνωστή μέση ταχύτητα:

Δt = v_m ∙ Δs

Μονάδες μέτρησης της ταχύτητας

Η ταχύτητα μπορεί να εκφράζεται με διαφορετικές μονάδες. Όπως προαναφέρθηκε, στο Διεθνές Σύστημα η μονάδα μέτρησης είναι ο μετρητής ανά δευτερόλεπτο.

Ωστόσο, ανάλογα με το πλαίσιο, μπορεί να είναι πιο βολικό ή πιο πρακτικό να χρησιμοποιείτε άλλες μονάδες. Έτσι, για την περίπτωση των μέσων μεταφοράς χρησιμοποιείται συνήθως το χιλιόμετρο ανά ώρα.

Από την πλευρά τους, στο σύστημα αγγλοσαξονικών μονάδων χρησιμοποιούν το πόδι ανά δευτερόλεπτο (ft / s) ή το μίλι ανά ώρα (mph) για την περίπτωση μεταφορικών μέσων.

Στη θαλάσσια ναυσιπλοΐα ο κόμπος συνήθως χρησιμοποιείται. Από την άλλη πλευρά, στην αεροναυπηγική χρησιμοποιείται ο αριθμός Mach, ο οποίος ορίζεται ως ο λόγος μεταξύ της ταχύτητας ενός σώματος και της ταχύτητας του ήχου..

Παραδείγματα υπολογισμού της μέσης ταχύτητας

Πρώτο παράδειγμα

Ένα τυπικό παράδειγμα στο οποίο μπορεί να είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η μέση ταχύτητα είναι μια μετατόπιση μεταξύ δύο ξεχωριστών πόλεων.

Υποθέστε την περίπτωση όπου είναι γνωστή τόσο η συνολική μετατόπιση (η οποία δεν συμπίπτει με την απόσταση μεταξύ των δύο πόλεων) κατά τη διαδρομή μεταξύ των δύο πόλεων -για παράδειγμα, 216 χιλιόμετρα-, όσο και ο χρόνος που δαπανάται για αυτή τη διαδρομή -Για παράδειγμα, τρεις ώρες-.

Ο υπολογισμός της μέσης ταχύτητας θα πραγματοποιηθεί ως εξής:

v_m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

Εάν επιθυμείται να εκφράζεται η ταχύτητα σε μονάδες του Διεθνούς Συστήματος, θα πρέπει να πραγματοποιηθεί η ακόλουθη μετατροπή:

v_m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, δεδομένου ότι ένα χιλιόμετρο είναι χίλια μέτρα και μία ώρα έχει 3600 δευτερόλεπτα.

Δεύτερο παράδειγμα

Μια άλλη πρακτική περίπτωση υπολογισμού της μέσης ταχύτητας είναι όταν πραγματοποιήθηκαν αρκετές μετακινήσεις σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.

Ας υποθέσουμε ότι μια γυναίκα που έχει κάνει πολλές περιηγήσεις ποδηλάτων για αρκετές ημέρες και θέλει να μάθει ποια είναι η μέση συνολική ταχύτητα του ταξιδιού της.

Η γυναίκα έχει ταξιδέψει τις ακόλουθες αποστάσεις κατά τη διάρκεια των διαδοχικών ημερών: 30 χιλιόμετρα, 50 χιλιόμετρα, 40 χιλιόμετρα και 20 χιλιόμετρα.

Οι αντίστοιχοι χρόνοι που χρησιμοποιήθηκαν ήταν οι εξής: μιάμιση ώρα, δυόμισι ώρες, δυόμισι ώρες και μιάμιση ώρα. Στη συνέχεια, η προκύπτουσα μέση ταχύτητα υπολογίζεται ως εξής:

v_m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Παραδείγματα μέσης ταχύτητας

Ίσως είναι ενδιαφέρον να γνωρίζετε μερικά παραδείγματα μέσων ταχύτητας ταξιδιού για να έχετε μια πιο έξυπνη ιδέα για τις διαφορετικές τιμές που μπορεί να λάβει η ταχύτητα.

Στην περίπτωση ενός ατόμου με τα πόδια, η αξία της μέσης ταχύτητάς τους θεωρείται ότι είναι 5 χιλιόμετρα την ώρα. Αν το ίδιο άτομο τρέξει, μπορεί να φτάσει το ήμισυ αυτής της μέσης ταχύτητας.

Η μέση ταχύτητα ενός ερασιτέχνη ποδηλάτη μπορεί να εκτιμηθεί σε περίπου 16 χιλιόμετρα την ώρα, ενώ για έναν επαγγελματία ποδηλάτη στο δρόμο η μέση ταχύτητα φτάνει τα 45 χιλιόμετρα την ώρα.

Οι τυφώνες της κατηγορίας 1 μπορούν να έχουν μέση ταχύτητα 119 χιλιομέτρων την ώρα. Τέλος, η μέση τροχιακή ταχύτητα της Γης γύρω από τον Ήλιο είναι 107 218 χιλιόμετρα την ώρα.

Αναφορές

1. Ταχύτητα (n.d.). Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 23 Απριλίου 2018, από το en.wikipedia.org.
2. Ταχύτητα (n.d.). Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 23 Απριλίου 2018, από το es.wikipedia.org.
3. Χιλιόμετρο ανά ώρα (n.d.). Στη Βικιπαίδεια. Ανακτήθηκε στις 23 Απριλίου 2018, από το es.wikipedia.org.
4. Richard Ρ. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Οι Διαλέξεις Feynman για τη Φυσική.
5. Elert, Glenn. "Ταχύτητα & ταχύτητα". Το Φυσικοθεραπευτικό Υλικό. Ανακτήθηκε στις 23 Απριλίου 2018.