Vidutinis greitis: kaip apskaičiuoti ir pavyzdžiai
Vidutinis greitis arba vidutinis greitis yra apibrėžiamas kaip proporcija tarp nuvažiuotos vietos ir laiko, praleisto keliaujant per tą erdvę. Greitis yra labai svarbus tiek fiziniame, tiek kasdieniame žmonių gyvenime. Jis yra beveik visuose žmonių gyvenimo aspektuose.
Šis greitis yra ypač pastebimas šiandieninėje visuomenėje, kur vis didėja neatidėliotinumo poreikis. Žinoma, greitis taip pat yra iš esmės susijęs su daugybe fizinių reiškinių. Kažkaip visi žmonės turi intuityvią, daugiau ar mažiau tikslią idėją apie greičio sąvoką.
Būtina atskirti vidutinį greitį ir momentinį greitį. Akimirkinis greitis - tai greitis, kurį kūnas atlieka tam tikru momentu, o vidutinis greitis yra poslinkio ir laiko santykis.
Be to, reikėtų pažymėti, kad greitis yra skalinis kiekis; tai yra, ji turi kryptį, prasmę ir modulį. Tokiu būdu greitis taikomas viena kryptimi.
Tarptautinėje sistemoje greitis matuojamas metrais per sekundę (m / s), nors kiti vienetai dažnai naudojami kasdieniame gyvenime, pvz., Kilometrai per valandą (km / h).
Kaip ją apskaičiuoti?
Vidutinio greičio apskaičiavimas atliekamas pagal šią formuluotę:
v m = Δs / Δt = (s f - s 0 ) / (t f - t 0 )
Šioje lygtyje v m yra vidutinis greitis, Δs yra poslinkio padidėjimas ir Δt yra laiko prieaugis. Kita vertus, s f ir s 0 yra galutinis ir pradinis poslinkis; o t f ir t 0 yra galutinis ir pradinis laikas.
Kita vidutinio greičio skaičiavimo išraiška yra:
v m = s t / t t
Šioje frazėje s t yra bendrasis poslinkis ir t t yra bendras laikas, investuotas į šį poslinkį.
Kaip matyti šiame skaičiavime, atsižvelgiama tik į bendrą pasislinkimą ir bendrą joje naudojamą laiką, bet kuriuo metu nereikia atsižvelgti į tai, kaip įvyko šis poslinkis.
Taip pat nebūtina žinoti, ar organizmas pagreitėjo, sustojo, ar visą kelionę atliko pastoviu greičiu.
Dažnai gali tekti atlikti atvirkštinį skaičiavimą, kad būtų galima nustatyti bendrą poslinkį nuo vidutinio greičio ir viso praleisto laiko.
Tokiu atveju mes tiesiog turime išvalyti pirmąją lygtį, kad gautume išraišką, kuri leidžia mums ją apskaičiuoti:
Δs = v m ∙ Δt
Tai taip pat gali būti padaryta, jei reikia apskaičiuoti laiką, praleistą perkeliant, esant žinomam vidutiniam greičiui:
Δt = v m ∙ Δs
Greičio matavimo vienetai
Greitis gali būti išreikštas skirtingais vienetais. Kaip jau minėta, Tarptautinėje sistemoje matavimo vienetas yra metras per sekundę.
Tačiau, atsižvelgiant į kontekstą, gali būti patogiau ar praktiškiau naudoti kitus įrenginius. Taigi transporto priemonių atveju paprastai naudojamas kilometras per valandą.
Kita vertus, anglosaksų vienetų sistemoje transporto priemonėms naudojamos pėdos per sekundę ( m / s ) arba mylios per valandą ( mph ).
Jūrų laivyboje paprastai naudojamas mazgas; Kita vertus, aeronautikoje kartais naudojamas Macho skaičius, kuris apibrėžiamas kaip kūno greičio ir garso greičio santykis.
Vidutinio greičio skaičiavimo pavyzdžiai
Pirmasis pavyzdys
Tipiškas pavyzdys, kai gali prireikti apskaičiuoti vidutinį greitį, yra poslinkis tarp dviejų atskirų miestų.
Tarkime, kad yra žinomas ir bendrasis poslinkis (kuris neturi sutapti su atstumu tarp dviejų miestų), atliktas kelionėje tarp dviejų miestų, pvz., 216 kilometrų, ir laikas, praleistas šiame maršrute - Pavyzdžiui, tris valandas.
Vidutinio greičio apskaičiavimas būtų atliekamas taip:
v m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h
Jei pageidaujama išreikšti greitį tarptautinės sistemos vienetais, reikia atlikti tokį keitimą:
v m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, nes vienas kilometras yra tūkstantis metrų, o viena valanda - 3600 sekundžių.
Antrasis pavyzdys
Kitas praktinis atvejis, kai apskaičiuojamas vidutinis greitis, yra tai, kad per tam tikrą laikotarpį buvo atliktos kelios kelionės.
Tarkime, kad moteris, kelis dienas kelis kartus išvykusi dviračiu, nori sužinoti, koks buvo bendras jo kelionės greitis.
Moterys keliauja toliau nurodytomis dienomis: 30 kilometrų, 50 kilometrų, 40 kilometrų ir 20 kilometrų.
Atitinkami laikai buvo šie: pusantros valandos, dvi su puse valandos, dvi su puse valandos ir pusantros valandos. Tada gautas vidutinis greitis apskaičiuojamas taip:
v m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1, 5 + 2, 5 + 2, 5 + 1, 5) = 17, 5 km / h
Vidutinio greičio pavyzdžiai
Gali būti įdomu žinoti keletą vidutinio poslinkio greičių pavyzdžių, kad turėtumėte daugiau intuityvios idėjos apie skirtingas vertes, kurias gali pasiekti.
Jei asmuo vaikščioja, jų vidutinis greitis laikomas 5 kilometrais per valandą. Jei tas pats asmuo vyksta, jis gali pasiekti pusę šio vidutinio greičio.
Vidutinis mėgėjų dviratininko greitis gali būti apskaičiuotas maždaug 16 kilometrų per valandą, o profesionaliam dviratininkui kelio vidutinis greitis pasiekia 45 kilometrų per valandą vertę.
1 kategorijos uraganai gali būti vidutiniškai 119 km / h. Galiausiai, vidutinis Žemės orbitos greitis aplink Saulę yra 107 218 kilometrai per valandą.
