Ταχύτητα στη φυσική σημαίνει την ταχύτητα κίνησης οποιουδήποτε αντικειμένου (σημείο υλικού) στο διάστημα. Αυτή η τιμή είναι διαφορετική: γραμμική, γωνιακή, μέση, κοσμική και ακόμη και υπερφωτεινή. Μεταξύ όλων των υπαρχουσών ποικιλιών περιλαμβάνεται επίσης η στιγμιαία ταχύτητα. Ποια είναι αυτή η τιμή, ποιος είναι ο τύπος της και ποιες ενέργειες χρειάζονται για τον υπολογισμό της - αυτό ακριβώς θα συζητηθεί στο άρθρο μας.
Στιγμιαία ταχύτητα: ουσία και έννοια
Ακόμη και ένας μαθητής δημοτικού σχολείου ξέρει πώς να προσδιορίζει την ταχύτητα ενός αντικειμένου που κινείται σε ευθεία γραμμή: αρκεί να διαιρέσουμε την απόσταση που διανύθηκε με τον χρόνο που αφιερώθηκε σε μια τέτοια κίνηση. Ωστόσο, αξίζει να θυμόμαστε ότι το αποτέλεσμα που προκύπτει με αυτόν τον τρόπο μας επιτρέπει να κρίνουμε τη μέση τιμή. Εάν ένα αντικείμενο κινείται ανομοιόμορφα, τότε σε ορισμένα τμήματα της διαδρομής του, η ταχύτητα κίνησης μπορεί να ποικίλλει σημαντικά. Ως εκ τούτου, μερικές φορές μια τιμή όπωςστιγμιαία ταχύτητα. Σας επιτρέπει να κρίνετε την ταχύτητα κίνησης ενός υλικού σημείου σε οποιαδήποτε στιγμή κίνησης.
Στιγμιαία ταχύτητα: τύπος υπολογισμού
Αυτή η παράμετρος είναι ίση με το όριο (σημειώνεται ως όριο, συντομογραφία lim) του λόγου μετατόπισης (διαφορά συντεταγμένων) προς το χρονικό διάστημα κατά το οποίο συνέβη αυτή η αλλαγή, υπό την προϋπόθεση ότι αυτό το χρονικό διάστημα τείνει να φτάσει στο μηδέν. Αυτός ο ορισμός μπορεί να γραφτεί ως ο ακόλουθος τύπος:
v=Δs/Δt ως Δt → 0 περίπου v=όριο Δt→0 (Δs/Δt)
Σημειώστε ότι η στιγμιαία ταχύτητα είναι διανυσματική ποσότητα. Εάν η κίνηση γίνεται σε ευθεία γραμμή, τότε αλλάζει μόνο σε μέγεθος και η κατεύθυνση παραμένει σταθερή. Διαφορετικά, το διάνυσμα της στιγμιαίας ταχύτητας κατευθύνεται εφαπτομενικά στην τροχιά κίνησης σε κάθε εξεταζόμενο σημείο. Ποιο είναι το νόημα αυτού του δείκτη; Η στιγμιαία ταχύτητα σάς επιτρέπει να μάθετε ποια κίνηση θα εκτελεί το αντικείμενο ανά μονάδα χρόνου, εάν από την εξεταζόμενη στιγμή κινείται ομοιόμορφα και ευθύγραμμα.
Συμβουλές
Στην περίπτωση της ομοιόμορφης κίνησης, δεν υπάρχουν δυσκολίες: απλά πρέπει να βρείτε την αναλογία της απόστασης προς το χρόνο για τον οποίο ξεπεράστηκε από το αντικείμενο. Στην περίπτωση αυτή, η μέση και η στιγμιαία ταχύτητα του σώματος είναι ίσες. Εάν η κίνηση δεν είναι σταθερή, τότε σε αυτήν την περίπτωση είναι απαραίτητο να μάθετε το μέγεθος της επιτάχυνσης και να προσδιορίσετε τη στιγμιαία ταχύτητα σε κάθε συγκεκριμένη χρονική στιγμή. Για κάθετη κίνηση πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η επίδραση της επιτάχυνσης.ελεύθερη πτώση. Η στιγμιαία ταχύτητα ενός αυτοκινήτου μπορεί να προσδιοριστεί χρησιμοποιώντας ραντάρ ή ταχύμετρο. Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι η κίνηση σε ορισμένα τμήματα της διαδρομής μπορεί να λάβει αρνητική τιμή.
Για να βρείτε την επιτάχυνση, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το επιταχυνσιόμετρο ή να κάνετε μια συνάρτηση κίνησης και να χρησιμοποιήσετε τον τύπο v=v0+a•t. Εάν η κίνηση ξεκινά από κατάσταση ηρεμίας, τότε v0=0. Κατά τον υπολογισμό, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη το γεγονός ότι όταν το σώμα επιβραδύνει (μειώνεται η ταχύτητα), η επιτάχυνση θα είναι με πρόσημο μείον. Αν ένα αντικείμενο βρίσκεται σε ελεύθερη πτώση, η στιγμιαία ταχύτητα της κίνησής του υπολογίζεται με τον τύπο v=g•t. Σε αυτήν την περίπτωση, η αρχική ταχύτητα είναι επίσης 0.
