Keskimääräinen nopeus Miten lasketaan ja esimerkkejä

keskimääräinen nopeus tai keskinopeus määritellään jakautuneena kulkevan tilan ja matkan aikana kuluneen ajan välillä. Nopeus on olennainen merkitys sekä ihmisten fyysisessä että arkielämässä. Se on läsnä lähes missä tahansa ihmisten elämässä.

Tämä nopeuden läsnäolo on erityisen havaittavissa nyky-yhteiskunnassa, jossa välitön kysyntä kasvaa. Nopeus on luonnollisesti yhteydessä myös moniin fyysisiin ilmiöihin. Jotenkin kaikilla ihmisillä on intuitiivinen, enemmän tai vähemmän tarkka käsitys nopeuden käsitteestä.

On tarpeen erottaa keskimääräinen nopeus ja hetkellinen nopeus. Hetkellinen nopeus on nopeus, jonka keho kuljettaa tietyssä hetkessä, kun taas keskinopeus on siirtymän ja ajan välinen suhde..

Lisäksi on huomattava, että nopeus on skalaarinen määrä; toisin sanoen sillä on suunta, tunne ja moduuli. Tällä tavoin nopeutta käytetään yhdessä suunnassa.

Kansainvälisessä järjestelmässä nopeus mitataan metreinä sekunnissa (m / s), vaikka muita yksiköitä käytetään usein jokapäiväisessä elämässä, kuten kilometreinä tunnissa (km / h)..

indeksi

• 1 Miten se lasketaan?
  • 1.1 Nopeuden mittayksiköt
• 2 Esimerkkejä keskinopeuden laskemisesta
  • 2.1 Ensimmäinen esimerkki
  • 2.2 Toinen esimerkki
• 3 Esimerkkejä keskimääräisestä nopeudesta
• 4 Viitteet

Miten se lasketaan?

Keskimääräinen nopeus lasketaan seuraavasta ilmaisusta:

v_m = Δs / Δt = (s_{F -} s₀) / (t_{F -} T₀)

Tässä yhtälössä v_m on keskinopeus, Δs on siirtymän lisäys ja Δt on ajan lisäys. Omalta puoleltaan_F  ja s₀  ne ovat vastaavasti lopullinen ja alkuperäinen siirtymä; kun t_F ja t₀ ne ovat lopullinen ja alkamisaika.

Toinen ilmaisu keskimääräisen nopeuden laskemiselle on:

v_m = s_T / t_T

Mainitussa lausekkeessa s_T on koko siirtymä ja t_T on koko aika, joka on sijoitettu tämän siirtymisen tekoon.

Kuten tässä laskelmassa havaitaan, otetaan huomioon vain kokonaissiirtymä ja siihen käytetty kokonaisaika, ilman että milloin tahansa on tarpeen ottaa huomioon, miten tämä siirtymä on tapahtunut..

Ei myöskään ole tarpeen tietää, onko keho kiihtynyt, pysähtynyt tai on tehnyt koko matkan vakionopeudella.

Usein voi olla välttämätöntä suorittaa käänteinen laskenta, jotta voidaan määrittää kokonaissiirtymä keskimääräisestä nopeudesta ja kokonaisajasta.

Tällöin meidän on vain tyhjennettävä ensimmäisen yhtälön siirtyminen saadakseen ilmaisun, jonka avulla voimme laskea sen:

Δs = v_m ∙ Δt

Se voidaan tehdä myös, jos sinun on laskettava aika, joka kuluu siirtymässä, joka suoritetaan tunnetulla keskinopeudella:

Δt = v_m ∙ Δs

Nopeuden mittausyksiköt

Nopeus voidaan ilmaista eri yksiköillä. Kuten edellä on mainittu, kansainvälisessä järjestelmässä mittayksikkö on mittari sekunnissa.

Kuitenkin kontekstista riippuen saattaa olla helpompaa tai käytännöllisempää käyttää muita yksiköitä. Näin ollen kuljetusvälineissä käytetään yleensä kilometriä tunnissa.

Englannin-saksalaisten yksiköiden järjestelmässä he käyttävät jalkaa sekunnissa (ft / s) tai kilometriä tunnissa (mph) kuljetusvälineissä.

Meriliikenteessä käytetään yleensä solmua; Toisaalta ilmailussa käytetään toisinaan Mach-lukua, joka on määritelty osaksi kehon nopeuden ja äänen nopeuden välillä..

Esimerkkejä keskimääräisen nopeuden laskemisesta

Ensimmäinen esimerkki

Tyypillinen esimerkki, jossa voi olla tarpeen laskea keskinopeus, on siirtymä kahden erillisen kaupungin välillä.

Oletetaan tapaus, jossa molempien kaupunkien välisen matkan - esimerkiksi 216 kilometrin - matkalla tapahtunut kokonaissiirtymä (joka ei ole sama kahden kaupungin välisen etäisyyden kanssa) on tiedossa, samoin kuin tälle reitille kulunut aika - esimerkiksi kolme tuntia-.

Keskimääräinen nopeus lasketaan seuraavasti:

v_m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

Jos halutaan ilmaista nopeus kansainvälisen järjestelmän yksiköissä, on suoritettava seuraava muunnos:

v_m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, koska yksi kilometri on tuhat metriä ja yksi tunti on 3600 sekuntia.

Toinen esimerkki

Toinen käytännön tapaus laskea keskinopeus on, kun tietyn ajan kuluessa on tehty useita matkoja.

Oletetaan, että nainen, joka on tehnyt useita polkupyöräretkiä usean päivän ajan, ja haluaa tietää, mikä oli hänen matkansa keskimääräinen kokonaisnopeus.

Nainen on kulkenut seuraavina päivinä 30 kilometriä, 50 kilometriä, 40 kilometriä ja 20 kilometriä.

Käytetyt ajat olivat seuraavat: puolitoista tuntia, kaksi ja puoli tuntia, kaksi ja puoli tuntia ja puolitoista tuntia. Sitten saatu keskimääräinen nopeus lasketaan seuraavasti:

v_m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Esimerkkejä keskimääräisestä nopeudesta

Saattaa olla mielenkiintoista tietää joitakin esimerkkejä keskimääräisistä nopeuksista, jotta saataisiin intuitiivisempi ajatus eri arvoista, joita nopeus voi ottaa.

Kun kyseessä on kävely, henkilön keskimääräinen nopeus on 5 kilometriä tunnissa. Jos sama henkilö toimii, hän voi saavuttaa puolet keskimääräisestä nopeudesta.

Amatööri-pyöräilijän keskimääräinen nopeus voidaan arvioida noin 16 kilometriä tunnissa, kun taas ammattimaiselle pyöräilijälle tien keskimääräinen nopeus saavuttaa arvon 45 kilometriä tunnissa.

Luokan 1 hurrikaanien keskimääräinen nopeus voi olla 119 kilometriä tunnissa. Lopuksi maan keskimääräinen kiertonopeus auringon ympäri on 107 218 kilometriä tunnissa.

viittaukset

1. Nopeus (n.d.). Wikipediassa. Haettu 23. huhtikuuta 2018 osoitteesta en.wikipedia.org.
2. Nopeus (n.d.). Wikipediassa. Haettu 23. huhtikuuta 2018 osoitteesta es.wikipedia.org.
3. Kilometri tunnissa (n.d.). Wikipediassa. Haettu 23. huhtikuuta 2018 osoitteesta es.wikipedia.org.
4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands. Feynmanin fysiikan luennot.
5. Elert, Glenn. "Nopeus ja nopeus". Fysiikka Hypertextbook. Haettu 23. huhtikuuta 2018.