Hvad er Speed?

Enhver, der kører bil, er fortrolig med begrebet hastighed. Det er nummeret på speedometeret, der fortæller dig, hvor hurtigt bilen går. I biler måles hastigheden i miles per time (mph) eller kilometer pr. Time (kph), men de enheder, fysikere, der oftest bruger til hastighed, er meter per sekund (m /s). Du kan få en præcis definition af hastighed ved blot at undersøge disse enheder. De er enheder af afstået distance (d) divideret med tidsenheder (t), og det er grundlæggende definitionen af ​​hastighed (S). I matematikens sprog skriver du dette som

S = d /t

Øjeblikkelig og gennemsnitlig hastighed

Speedometeret i din bil fortæller dig, hvor langt du går om en time hvis du opretholder en konstant hastighed, men drivere sjældent gør det. I en typisk times kørsel ændres hastigheden, der registreres af speedometeret konstant, og den faktiske afstand, du rejser om en time, er et gennemsnit af alle disse hastigheder. Den samlede afstand, du rejser i en tidsenhed, som en time, er din gennemsnitlige hastighed (S _av):

S _{av = Samlet afstand ÷ total tid}

Den hastighed, der vises på speedometeret, er din øjeblikkelige hastighed (S _{I). Fysikere udtrykker øjeblikkelig hastighed ved at definere det som forandring i position (x) mellem to tidsintervaller, t 1 og t 2 og lade tidsintervallet nærme sig nul. S I = (x 2 - x 1) ÷ (t 2 - t 1) = Δx /Δt. Hvis du lader Δt nærme sig nul, får du et matematisk udtryk kendt som et derivat, som ifølge konventionen er skrevet dx /dt. For fysikere er det mest præcise udtryk for øjeblikkelig hastighed}

S _{I = dx /dt}

Hastighed og hastighed

Folk bruger ofte ordene hastighed og hastighed indbyrdes , men de betyder ikke det samme. Hastighed er en vektormængde, hvilket betyder, at den har en retningskomponent, mens hastigheden er en skalær mængde, der ikke tager hensyn til retningen.

For at se, hvorfor retningen er vigtig, overvej det tidsforskel, det tager at køre mellem to punkter på en lige vej og en vikling. Hvis vejen er lige, kan du gennemsnitlige alle de øjeblikkelige hastigheder registreret af speedometeret og få den samme gennemsnitshastighed som du ville ved at dividere den totale afstand med den samlede tid. Hvis vejen er blæsende, vil disse to tal imidlertid være forskellige. Dette skyldes, at retningskomponenten af ​​hastigheden mod din destination falder hver gang vejen drejer til venstre eller højre.

Velocity er undertiden betegnet med bogstavet v med en pil over det for at angive, at det er en vektormængde , men pilen er ikke rigtig nødvendig. Ved definition har hastigheden en retningskomponent.

Rotationshastighed

Når en genstand roterer, er rotationshastigheden det antal komplette omdrejninger, det giver i en enheds tid. De mest almindelige enheder er omdrejninger pr. Minut (omdr./min.). Punkter i en spindeskive har en fremadgående hastighed, der ændrer sig konstant. Den tangentielle hastighed er fremadhastigheden på et givet tidspunkt, og det påvirkes af den radiale afstand fra rotationscentret. Point længere fra midten bevæger sig hurtigere end punkter tættere på midten. Du beregner tangentialhastigheden for et punkt på en roterende disk ved hjælp af udtrykket:

Tangentialhastighed = rotationshastighed x radial afstand