Trenutna proti povprečni hitrosti
Hitrost je zelo pomemben koncept, o katerem razpravljajo v mehaniki. Številne lastnosti predmeta, kot sta kinetična energija in viskoznost, so odvisne od hitrosti predmeta. Koncept hitrosti se pogosto uporablja na področjih, kot so kinetika, kinematika, dinamika, astrofizika in celo inženirstvo. Bistvenega pomena je pravilno razumevanje konceptov trenutne hitrosti in povprečne hitrosti, da bi se izkazali na teh področjih. V tem članku bomo razpravljali o tem, kaj sta trenutna hitrost in povprečna hitrost, njuni podobnosti, definiciji trenutne in povprečne hitrosti ter končno razlika med povprečno in trenutno hitrostjo.
Kaj je trenutna hitrost?
Najprej moramo razumeti koncept hitrosti, da pravilno razumemo koncept trenutne hitrosti. 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. Hitrost predmeta je neposredno povezana s kinetično energijo predmeta. 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 objekta je odvisna le od sprememb prostorsko-časovne koordinate objekta. Trenutna hitrost predmeta je razdalja, ki jo je predmet prepotoval v neskončno majhnem času. To je matematično označeno kot dx/dt, kjer je x vektor premika. Trenutna hitrost se lahko obravnava kot hitrost, ki jo predmet takoj začuti. Trenutna hitrost je funkcija časa. Za predmet, ki je pod neto silo, se trenutna hitrost vedno spremeni. Za predmet, ki se giblje s konstantno hitrostjo, je trenutna hitrost konstanta.
Kaj je povprečna hitrost?
Povprečna hitrost je povprečje trenutnih hitrosti v določenem časovnem obdobju. Ker je to težko doseči, se za izračun povprečne hitrosti uporabi enostavna 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 povprečno hitrostjo in trenutno hitrostjo?
• Za določeno potovanje je trenutna hitrost funkcija časa, povprečna hitrost pa je konstanta.
• Vektor povprečne hitrosti je vedno v smeri premika. Zato je povprečna hitrost neodvisna od poti, vektor trenutne hitrosti pa je odvisen od prevožene poti.
