Hitrost, pospešek, enakomerno in enakomerno pospešeno pravokotno gibanje

hitrost:

• Hitrost je vektorska količina, ki označuje hitrost gibanja in smer gibanja.
• Hitrost(v inženirstvu) - stopnja spremembe navora, hitrosti in smeri gibanja, ki se prenaša z motorja na kolo (delovno telo), s spreminjanjem značilnosti menjalnika (na primer s spreminjanjem prestavnega razmerja).
• Hitrost je neke vrste plezanje.
• Hitrost - ruski paus papir iz angleščine. hitrost- enako kot hitrost, hitrost - slengovsko ime za vrsto psihostimulantov amfetaminov.
• Hitrost - ime sovjetskega raketnega sistema 15P666 z raketo srednjega dosega.

filmi

• Hitrost - film (ZSSR), 1983.
• Hitrost - film (ZDA), 1994.
• Hitrost 2: Tempomat - Film (ZDA), 1997.

Dodatek hitrosti

Pri obravnavanju kompleksnega gibanja (ko se točka ali telo giblje v enem referenčnem okviru, ta referenčni okvir pa se premika glede na drug okvir), se postavlja vprašanje o razmerju hitrosti v dveh referenčnih okvirih.

klasična mehanika

Glavni članek: Izrek o dodatku hitrosti

V klasični mehaniki je absolutna hitrost točke enaka vektorski vsoti njene relativne in translacijske hitrosti:

V → a = v → r + v → e. (\displaystyle (\vec (v))_(a)=(\vec (v))_(r)+(\vec (v))_(e).)

Ta enakost je vsebina izjave izreka o seštevanju hitrosti.

v preprostem jeziku: Hitrost telesa glede na fiksni referenčni okvir je enaka vektorski vsoti hitrosti tega telesa glede na premikajoči se referenčni okvir in hitrosti (glede na fiksni okvir) te točke premikajočega se referenčnega okvira kjer se telo trenutno nahaja.

Primeri

1. Absolutna hitrost muhe, ki leze vzdolž polmera vrtljive gramofonske plošče, je enaka vsoti hitrosti njenega gibanja glede na ploščo in hitrosti, ki jo ima točka plošče pod muho glede na tla (tj. , s katerim jo zaradi vrtenja nosi zapis).
2. Če človek hodi po hodniku avtomobila s hitrostjo 5 kilometrov na uro glede na avto in se avto giblje s hitrostjo 50 kilometrov na uro glede na Zemljo, se oseba giblje glede na Zemljo pri hitrost 50 + 5 = 55 kilometrov na uro pri hoji v smeri vlaka in pri hitrosti 50 - 5 = 45 kilometrov na uro, ko gre v nasprotno smer. Če se oseba v vagonskem hodniku giblje glede na Zemljo s hitrostjo 55 kilometrov na uro, vlak pa s hitrostjo 50 kilometrov na uro, potem je hitrost osebe glede na vlak 55 - 50 = 5 kilometrov na uro.
3. Če se valovi gibljejo glede na obalo s hitrostjo 30 kilometrov na uro, ladja pa tudi s hitrostjo 30 kilometrov na uro, potem se valovi gibljejo glede na ladjo s hitrostjo 30 - 30 = 0 kilometrov na uro. , to pomeni, da postanejo nepremični glede na ladjo.

Relativistična mehanika

V 19. stoletju se je fizika soočila s problemom razširitve tega pravila za dodajanje hitrosti optičnim (elektromagnetnim) procesom. V bistvu je prišlo do konflikta med dvema idejama klasične mehanike (prva - prostor-čas Newtonove teorije, druga - načelo relativnosti), prenesena na novo področje - teorijo elektromagnetnih procesov.

Na primer, če upoštevamo primer valov na površini vode iz prejšnji razdelek in poskusite posplošiti na elektromagnetne valove, dobite protislovje z opazovanji (glej na primer Michelsonov eksperiment).

Klasično pravilo za dodajanje hitrosti ustreza preoblikovanju koordinat iz enega sistema osi v drug sistem, ki se premika glede na prvi brez pospeška. Če s takšno transformacijo ohranimo koncept simultanosti, to pomeni, da lahko dva dogodka štejemo za hkratna ne samo, če sta registrirana v enem koordinatnem sistemu, temveč tudi v katerem koli drugem inercialnem sistemu, potem se transformaciji imenujejo galilejski. Poleg tega je z Galilejevimi transformacijami prostorska razdalja med dvema točkama – razlika med njunima koordinatama v enem inercialnem referenčnem sistemu – vedno enaka njuni razdalji v drugem inercialnem sistemu.

Druga ideja je načelo relativnosti. Ker je na ladji, ki se giblje enakomerno in pravokotno, je nemogoče zaznati njeno gibanje z nekaterimi notranjimi mehanskimi učinki. Ali se to načelo razširi tudi na optične učinke? Ali je mogoče zaznati absolutno gibanje sistema iz optičnih ali, kaj je enako, elektrodinamičnih učinkov, ki jih to gibanje povzroči? Intuicija (precej eksplicitno povezana s klasičnim načelom relativnosti) pravi, da absolutnega gibanja ni mogoče zaznati z nobenim opazovanjem. Toda če se svetloba širi z določeno hitrostjo glede na vsak od gibljivih inercialnih okvirjev, se bo ta hitrost spremenila, ko se premikate iz enega okvirja v drugega. To izhaja iz klasično pravilo dodajanje hitrosti. Če govorimo matematično, velikost svetlobne hitrosti ne bo nespremenljiva pod Galilejevimi transformacijami. To krši načelo relativnosti oziroma ne dovoljuje, da bi se načelo relativnosti razširilo na optične procese. Tako je elektrodinamika uničila povezavo med dvema na videz očitnima določbama klasične fizike – pravilom seštevanja hitrosti in načelom relativnosti. Poleg tega se je izkazalo, da sta ta dva položaja v zvezi z elektrodinamiko nezdružljiva.

Posebna relativnostna teorija daje odgovor na to vprašanje. Razširja koncept načela relativnosti in ga razširi tudi na optične procese. Hkrati posebna teorija relativnosti korenito spremeni koncept prostora in časa. V tem primeru se pravilo za seštevanje hitrosti sploh ne prekine, ampak se izboljša samo za visoke hitrosti z uporabo Lorentzove transformacije:

v r e l = v 1 + v 2 1 + v 1 v 2 c 2 . (\displaystyle v_(rel)=(\frac ((v)_(1)+(v)_(2))(1+(\dfrac ((v)_(1)(v)_(2)) (c^(2))))))).)

Vidimo lahko, da se v primeru, ko je v / c → 0 (\displaystyle v/c\rightarrow 0) , Lorentzove transformacije spremenijo v Galilejeve transformacije. To nakazuje, da se mehanika v posebni relativnosti reducira na Newtonovo mehaniko pri hitrostih, ki so majhne v primerjavi s hitrostjo svetlobe. To pojasnjuje, kako sta posebna teorija relativnosti in klasična mehanika povezani – prva je posplošitev druge.

Obstaja wikiknjiga na to temo
"Dodajanje hitrosti"

fizika. Podajte definicijo hitrosti telesa in formulo

Aleksandra Romanova

Hitrost telesa je vektorska količina, ki je enaka razmerju med potjo, ki jo je telo prepotovalo v določenem časovnem obdobju, in vrednostjo tega časovnega obdobja. v=s/t.
1. Naj se telo giblje v ravni črti in enakomerno. Potem je njegova hitrost predstavljena s konstantno vrednostjo, ki se s časom ne spreminja: v = const. Formula hitrosti je v=v(const), kjer je v(const) določena vrednost.
2. Naj se telo giblje enakomerno (enakomerno pospešeno ali enakomerno upočasnjeno). Praviloma govorijo samo o enakomerno pospešeno gibanje, samo pri enakomerno počasnem pospešku je negativna. Pospešek je običajno označen s črko a. Potem je hitrost izražena kot linearna časovna odvisnost: v=v0+a·t, kjer je v0 začetna hitrost, a je pospešek, t čas.
3. Naj se telo giblje v krogu s konstantno modulo hitrostjo. V tem primeru ima centripetalni pospešek a(c), usmerjen proti središču kroga. Imenuje se tudi normalni pospešek a(n). Linearna hitrost in centripetalni pospešek sta povezana z razmerjem a=v²/R, kjer je R polmer kroga, po katerem se telo giblje.

Aleksej

hitrost - vektorska fizična količina, ki označuje hitrost gibanja in smer gibanja materialne točke v prostoru glede na izbrani referenčni sistem.
in formula je odvisna od vrste gibanja: če imate enakomerno pospešeno gibanje, potem v=v0+at. kjer je a pospešek in t čas. če imate enakomerno gibanje, potem je s=vt, kjer je v=s/t.

Povej mi, kaj je hitrost (definicija) in naprava za določanje hitrosti. (FIZIKA)

Tamara

Hitrost je kvantitativna značilnost gibanja telesa. Hitrost označuje hitrost in smer gibanja telesa v določenem času. Hitrost se meri v m/s (meter na sekundo). Obstajajo naprave, ki lahko merijo hitrost.
Merilnik hitrosti (iz angleškega speed - hitrost in grškega metreo - merim) je naprava, ki prikazuje trenutno hitrost avtomobila ali lokomotive.
Dnevnik, izumljen leta 1577, se uporablja za merjenje hitrosti ladje. Enota za hitrost je "vozel", ki je enaka eni navtični milji na uro (približno 1,8 km/h).
Prvi instrument za merjenje hitrosti vetra je leta 1667 izumil Anglež Robert Hook. Naprava se imenuje anemometer (grško anemos - veter in metreo - merim.
Naprava za merjenje hitrosti pretoka vode se imenuje vrtljiva plošča.

Hitrost je ena glavnih značilnosti. Izraža samo bistvo gibanja, tj. določa razliko, ki obstaja med mirujočim in premikajočim se telesom.

Enota SI za hitrost je gospa.

Pomembno si je zapomniti, da je hitrost vektorska količina. Smer vektorja hitrosti je določena z gibanjem. Vektor hitrosti je vedno usmerjen tangencialno na trajektorijo na točki, skozi katero poteka gibajoče se telo (slika 1).

Na primer, razmislite o kolesu premikajočega se avtomobila. Kolo se vrti in vse točke kolesa se premikajo v krogih. Pršilo, ki leti s kolesa, bo letelo vzdolž tangent na te kroge, kar kaže na smer vektorjev hitrosti posameznih točk kolesa.

Tako hitrost označuje smer gibanja telesa (smer vektorja hitrosti) in hitrost njegovega gibanja (modul vektorja hitrosti).

Negativna hitrost

Ali je lahko hitrost telesa negativna? Ja mogoče. Če je hitrost telesa negativna, to pomeni, da se telo premika v nasprotni smeri od smeri koordinatne osi v izbranem referenčnem sistemu. Slika 2 prikazuje gibanje avtobusa in avtomobila. Hitrost avtomobila je negativna, hitrost avtobusa pa pozitivna. Ne smemo pozabiti, da ko govorimo o predznaku hitrosti, mislimo na projekcijo vektorja hitrosti na koordinatno os.

Enotno in neenakomerno gibanje

Na splošno je hitrost odvisna od časa. Glede na naravo odvisnosti hitrosti od časa je gibanje enakomerno in neenakomerno.

DEFINICIJA

Enotno gibanje je gibanje s konstantno modulo hitrostjo.

V primeru neenakomernega gibanja govorijo o:

Primeri reševanja problemov na temo "Hitrost"

PRIMER 1

Vaja	Avto je prehodil prvo polovico poti med dvema naselja pri hitrosti 90 km/h, druga polovica pa pri hitrosti 54 km/h. Določite povprečno hitrost avtomobila.
Odločitev	Nepravilno bi bilo izračunati povprečno hitrost avtomobila kot aritmetično sredino obeh navedenih hitrosti. Uporabimo definicijo povprečne hitrosti: Ker je predpostavljeno pravolinijsko enakomerno gibanje, lahko predznake vektorjev izpustimo. Čas, ki ga avtomobil porabi za prehod celotnega segmenta poti: kjer je čas, potreben za dokončanje prve polovice poti, in čas, potreben za dokončanje druge polovice poti. Skupni premik je enak razdalji med naselji, t.j. . Če ta razmerja nadomestimo v formulo za povprečno hitrost, dobimo: Hitrosti v posameznih odsekih prevedemo v sistem SI: Potem je povprečna hitrost avtomobila: (gospa)
Odgovori	Povprečna hitrost avtomobila je 18,8 m/s

PRIMER 2

Vaja	Avto potuje 10 sekund s hitrostjo 10 m/s in nato potuje še 2 minuti s hitrostjo 25 m/s. Določite povprečno hitrost avtomobila.
Odločitev	Naredimo risbo.

Naredimo eksperiment. Na voziček namestite kapalko (slika 11). Kapljice obarvane tekočine padajo iz kapalke v rednih presledkih. Če je na voziček pritrjen tovor (kot je prikazano na sliki 11), se lahko pri določeni vrednosti izkaže, da so razdalje med sledmi, ki jih pustijo kapljice na papirju (ko se voziček premika), enake. To pomeni, da voziček prevozi enake razdalje v enakih časovnih intervalih. Obrnemo pipo kapalke, da kapljice pogosteje padajo, ponovimo poskus. Tudi sledovi kapljic se v tem primeru izkažejo za enake razdalje drug od drugega, čeprav manjše kot v prvem poskusu. In to pomeni, da voziček potuje po enakih poteh v manjših enakih časovnih intervalih.

Če telo potuje po enakih poteh v enakih časovnih intervalih, se imenuje njegovo gibanje uniforma.

Hitrost gibanja je značilna fizična količina imenujemo hitrost. Znano je, da se letalo premika hitreje od avtomobila, umetni satelit Zemlje pa hitreje od letala.

Hitrost telo v enakomernem gibanju kaže, kakšno pot telo prepotuje na enoto časa. Na primer, če v vsaki uri pešec prepotuje 3 km in letalo preleti 900 km, potem pravimo, da je hitrost pešca 3 km/h in hitrost letala 900 km/h.

Če je znano, da isti pešec prepotuje 6 km vsaki dve uri, potem, da bi ugotovili, katero pot prehodi v 1 uri, je treba teh 6 km deliti z 2 uri.V tem primeru spet dobimo 3 km/h .

torej Za določitev hitrosti telesa v enakomernem gibanju je potrebno razdaljo, ki jo prepotuje telo, deliti s časom gibanja, tj.

.

Vse količine, vključene v ta izraz, označimo z latinskimi črkami:

s- način, v- hitrost, t- čas.

Nato lahko formulo za iskanje hitrosti predstavimo na naslednji način:

V SI se enota hitrosti vzame kot hitrost takega enakomernega gibanja, pri katerem je premikajoče se telo za 1 s kot pot, enaka 1 m. Ta enota je označena ali 1 m / s (beri "meter na sekundo"). ).

V praksi se pogosto uporablja druga enota hitrosti: 1 km / h. Poiščimo razmerje med različnimi enotami hitrosti. Ker je 1 km = 1000 m in 1 h = 60 min = 3600 s, lahko zapišemo:

.

Razmislite o primeru. Naj se zahteva hitrost letala, ki je enaka 720 km/h, v metrih na sekundo. Pretvorimo kilometre v metre in ure v sekunde, dobimo

.

Pri enakomernem gibanju se številčna vrednost hitrosti ne spremeni. Če je na primer hitrost telesa 60 km/h, bo ta vrednost ostala enaka ves čas gibanja.

Toda hitrost ima poleg svoje številčne vrednosti tudi svojo smer. Zato je na slikah hitrost telesa prikazana kot puščica (slika 12). Puščica označuje smer hitrosti (in s tem gibanja) telesa.

.

Količine, ki imajo smer v prostoru, se imenujejo vektorske količine ali preprosto vektorji. Hitrost je vektorska količina. Vektorska količina je, kot bomo videli kasneje, tudi sila. Po drugi strani pa takšne količine, kot so masa, pot, prostornina, niso vektorji: nimajo smeri v prostoru in so označene le s številčno vrednostjo.

Tabela 2 prikazuje vrednosti nekaterih hitrosti, ki jih najdemo v naravi.

tabela 2

Potovalne hitrosti, m/s

Vsi premiki, navedeni v tabeli 2, niso enotni. Samo zvok, svetloba in radijski valovi se pod določenimi pogoji širijo s konstantno hitrostjo. Hitrosti drugih teles se v procesu gibanja spreminjajo. Zato jim dajejo povprečne oz najvišje vrednosti, ki jih lahko dosežejo ta telesa.

Gibanja, pri katerih je hitrost telesa različna področja poti so različne, se imenujejo neenakomerno.

Značilna so neenakomerna gibanja Povprečna hitrost. Povprečno hitrost neenakomernega gibanja najdemo na enak način kot hitrost enakomernega gibanja, to pomeni, da je pot, ki jo prepotuje telo, deljena s časom gibanja: Samo v tem primeru dobljena vrednost morda ne sovpada s hitrostjo telo na določenih odsekih poti. Pri neenakomernem gibanju ima telo na nekaterih območjih nižjo hitrost, na drugih - večjo. Na primer, vlak, ki zapušča postajo, se začne premikati hitreje in hitreje. Ko se približuje postaji, nasprotno, upočasni svoje gibanje.

Samo pri enakomernem gibanju ima hitrost telesa skozi celotno pot konstantno številčno vrednost.

Če poznamo hitrost in čas enakomernega gibanja telesa, je mogoče izračunati pot, ki jo prepotuje telo. Iz formule (6.1) sledi, da
(6.2)
torej da bi našli prevoženo razdaljo z enakomernim gibanjem, je treba hitrost telesa pomnožiti s časom gibanja.
Če sta pot in hitrost znani, potem je mogoče najti čas gibanja. Iz formule (6.2) dobimo
(6.3)
torej da bi našli čas gibanja, morate razdaljo, ki jo prepotuje telo, deliti s hitrostjo.

1. Kakšno gibanje se imenuje enakomerno? 2. Kaj kaže hitrost enakomernega gibanja? 3. Kako se določi hitrost pri enakomernem gibanju? 4. Kako je prevožena razdalja, če sta znana hitrost in čas gibanja? 5. Kako je čas gibanja, če sta znani pot in hitrost gibanja? 6. Katero gibanje imenujemo neenakomerno? 7. Kako je treba spremeniti pogoje poskusa, prikazanega na sliki 11, da gibanje vozička postane neenakomerno? Kako se bodo v tem primeru spremenile razdalje med sledmi, ki jih pustijo padajoče kapljice? 8. Kakšna je povprečna hitrost? 9. Katere količine imenujemo vektorske? Kako so upodobljeni na slikah?
Eksperimentalne naloge. 1. Določite povprečno hitrost, s katero tečete 100 m. 2. Če imate doma avtomobilček z uro, potem po potrebnih meritvah poiščite povprečno hitrost, s katero se premika. Rezultate meritev in izračunov zapišite v zvezek.

Kaj je bilo potrebno za to pot:
v=s/t, kjer:
v je hitrost,

s je dolžina prevožene poti in

t - čas
Opomba.
Prej bi bilo treba vse merske enote združiti v en sistem (po možnosti SI).
Primer 1
Ko je pospešil do največje hitrosti, je avto prevozil en kilometer v pol minute, nato pa je zaviral in.

Določite največjo hitrost avtomobila.
Odločitev.
Ker se je po pospeševanju avtomobil premikal z največjo hitrostjo, ga lahko štejemo za enotnega glede na pogoje težave. torej:
s=1 km,

t=0,5 min.
Tu so enote časa in razdalje, prepotovane v en sistem (SI):
1 km=1000 m

0,5 min = 30 sek
pomeni, največja hitrost avto:
1000/30=100/3=33 1/3 m/s ali približno: 33,33 m/s
Odgovor: največja hitrost avtomobila: 33,33 m / s.

Za določitev hitrosti telesa pri enakomerno pospešenem gibanju je treba poznati začetno hitrost in velikost ali druge sorodne parametre. Pospešek je lahko tudi negativen (v tem primeru gre pravzaprav za pojemek).
Hitrost je enaka začetni hitrosti plus čas pospeška. V obrazcu je zapisano takole:
v(t)= v(0)+аt, kjer je:
v(t) je hitrost telesa v času t

Kakšna je bila hitrost opeke v trenutku pristanka?
Odločitev.
Ker sta smer začetne hitrosti in pospešek prostega pada enaki, bo hitrost opeke na površini zemlje enaka:
1+9,8*10=99 m/s.
Odpornost te vrste se praviloma ne upošteva.

Hitrost avtomobila se med potjo nenehno spreminja. Ugotavljanje, kakšno hitrost je imel avtomobil na tej ali drugačni poti, zelo pogosto opravljajo tako vozniki sami kot pristojni organi. Poleg tega načini za ugotavljanje hitrosti avtomobila velika količina.

Navodilo

Najlažji način za določitev hitrosti avtomobila je vsem znan že od šole. Če želite to narediti, morate zabeležiti število prevoženih kilometrov in čas, v katerem ste premagali to razdaljo. Hitrost avtomobila se izračuna z razdaljo (km), deljeno s časom (h). To vam bo dalo želeno številko.

Druga možnost se uporablja, ko se je avto nenadoma ustavil, vendar nihče ni opravil osnovnih meritev, kot sta čas in razdalja. V tem primeru se hitrost avtomobila izračuna iz njegove . Za takšne izračune obstaja celo svoj . A ga je mogoče uporabiti le, če med zaviranjem na cesti ostane sled.

Torej, formula je naslednja: začetna hitrost avtomobila je enaka 0,5 x čas vzpona zaviranja (m / s) x, enakomeren pojemek avtomobila med zaviranjem (m / s²) + koren zavorne poti (m) x enakomerni pojemek avtomobila med zaviranjem (m/s²). Vrednost, imenovana "enakomeren pojemek avtomobila pri zaviranju", je fiksna in je odvisna samo od vrste asfalta. V primeru suhe ceste v formuli nadomestite številko 6,8 - zapisano je v GOST, ki se uporablja za izračune. Za mokri asfalt bo ta vrednost 5.