Różnica między chwilową a średnią prędkością

Prędkość chwilowa a średnia
 

Prędkość jest bardzo ważną koncepcją omawianą w mechanice. Wiele właściwości obiektu, takich jak energia kinetyczna i lepkość, zależy od prędkości obiektu. Pojęcie prędkości jest szeroko stosowane w takich dziedzinach, jak kinetyka, kinematyka, dynamika, astrofizyka, a nawet inżynieria. Niezbędne jest właściwe zrozumienie pojęć prędkości chwilowej i prędkości średniej w celu osiągnięcia doskonałości w takich dziedzinach. W tym artykule omówimy, jaka jest prędkość chwilowa i prędkość średnia, ich podobieństwa, definicje prędkości chwilowej i prędkości średniej oraz wreszcie różnica między prędkością średnią a prędkością chwilową.

Co to jest prędkość chwilowa?

Najpierw należy zrozumieć pojęcie prędkości, aby właściwie zrozumieć pojęcie prędkości chwilowej. Prędkość jest fizyczną wielkością ciała. Prędkość chwilową można podać jako prędkość chwilową obiektu z kierunkiem, w którym obiekt się porusza w tym momencie. W mechanice newtonowskiej prędkość określa się jako szybkość zmiany przemieszczenia. Zarówno prędkość, jak i przemieszczenie są wektorami. Mają wartość ilościową i kierunek. Sama wartość ilościowa prędkości nazywana jest modułem prędkości. Jest to równe prędkości obiektu. Prędkość obiektu jest bezpośrednio związana z energią kinetyczną obiektu. Teoria względności sugeruje bardziej zaawansowaną wersję, która nie jest tutaj omawiana. Teoria względności sugeruje również, że obserwowana masa obiektu zwiększa się, gdy zwiększa się prędkość obiektu. Prędkość obiektu zależy tylko od zmian współrzędnych czasoprzestrzennych obiektu. Chwilowa prędkość obiektu to odległość, jaką obiekt przebył w nieskończenie krótkim czasie. Jest to matematycznie oznaczone jako dx / dt, gdzie x jest wektorem przemieszczenia. Prędkość chwilową można uznać za prędkość, którą obiekt natychmiast odczuwa. Prędkość chwilowa jest funkcją czasu. W przypadku obiektu poddanego sile netto prędkość chwilowa zawsze się zmienia. W przypadku obiektu poruszającego się ze stałą prędkością prędkość chwilowa jest stała.

Co to jest średnia prędkość?

Średnia prędkość jest średnią prędkości chwilowych w danym okresie czasu. Ponieważ jest to trudne do uzyskania, do obliczenia średniej prędkości stosuje się łatwą metodę. Średnia prędkość ruchu to całkowita odległość przebyta przez obiekt podzielona przez czas podróży. Jeśli ścieżka obiektu jest linią prostą, wektor średniej prędkości można łatwo uzyskać. Inną metodą uzyskania średniej prędkości jest całkowanie prędkości chwilowej w odniesieniu do czasu podróży. Daje to odległość przebytą przez obiekt. Dzieląc tę ​​ilość przez czas podróży, można obliczyć średnią prędkość.