Hitrost v primerjavi s povprečno hitrostjo
Hitrost je zelo pomembna lastnost, o kateri razpravljamo na področju mehanike v fiziki. Hitrost predmeta opisuje, kako hitro se predmet premika in smer njegovega gibanja. Povprečna hitrost opisuje celotno efektivno hitrost gibanja. Oba pojma sta dokaj osnovna in zelo pomembna v skoraj vseh vejah fizike. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta hitrost in povprečna hitrost, o definicijah hitrosti in povprečne hitrosti, njunih podobnostih in končno o razliki med hitrostjo in povprečno hitrostjo.
Hitrost
Hitrost je fizikalna količina telesa. Trenutna hitrost je lahko podana kot trenutna hitrost predmeta v smeri, v kateri se predmet premika v tistem trenutku. V Newtonovi mehaniki je hitrost definirana kot stopnja spremembe premika. Tako hitrost kot premik sta vektorja. Imajo kvantitativno vrednost in smer. Samo kvantitativno vrednost hitrosti imenujemo modul hitrosti. To je enako hitrosti predmeta. Povprečna hitrost predmeta je razlika med končno in začetno hitrostjo (ločeno v treh dimenzijah), deljena s skupnim časom. Hitrost predmeta je neposredno povezana s kinetično energijo predmeta. V klasični mehaniki je kinetična energija predmeta polovica mase, pomnožene s kvadratom hitrosti (Ek=½ mv2). Teorija relativnosti predlaga naprednejšo različico, ki je tukaj ne obravnavamo. Teorija relativnosti tudi nakazuje, da se opazovana masa predmeta poveča, ko se poveča hitrost predmeta. Hitrost predmeta je odvisna le od sprememb prostorsko-časovne koordinate objekta.
Povprečna hitrost
Povprečna hitrost je povprečje trenutnih hitrosti v časovnem obdobju. Ker je to težko doseči, se za izračun povprečne hitrosti uporabi lažja metoda. Povprečna hitrost gibanja je skupna razdalja, ki jo prepotuje predmet, deljena s časom, ki je potreben za potovanje. Če je pot predmeta ravna črta, je mogoče enostavno dobiti vektor za povprečno hitrost. Druga metoda za pridobitev povprečne hitrosti je integracija trenutne hitrosti glede na čas potovanja. To daje razdaljo, ki jo prepotuje predmet. Če to količino delimo s časom, ki je potreben za potovanje, lahko izračunamo povprečno hitrost.
Kakšna je razlika med hitrostjo in povprečno hitrostjo?
• Hitrost predmeta je trenutna lastnost danega gibanja, medtem ko povprečna hitrost vedno ustreza celotnemu gibanju med dvema točkama.
• Predmet ima lahko vrednost za hitrost, ko je premik enak nič, vendar je tudi povprečna hitrost katerega koli predmeta z ničelnim premikom enaka nič.
• Vektor hitrosti leži v trenutni smeri predmeta. Smer povprečne hitrosti je odvisna od začetne točke in odmika predmeta. Vektor povprečne hitrosti je vedno vzporeden z vektorjem premika.
