Viteza medie a vitezei în fizică
viteza medie
Viteza medie - nu conceptul cel mai complex în cinematica. Cu toate acestea, pentru mulți elevi, simplitatea acestui concept este înșelătoare.
Este cunoscut faptul că rata medie - este suma egală cu raportul calea traversat de organism, timpul în care a trecut în acest fel: Concizia și simplitatea de determinare ascunde de la unele dintre elevi sunt importante pentru întrebări de rezolvare a problemelor și răspunsurile la ele.
1. La ce oră ar trebui să fie luate în considerare atunci când se calculează viteza medie, în cazul în care corpul într-un mod de a face opriri?
Definiția prevede:“. timpul în care a trecut în acest fel, „adică, pentru întreaga perioadă de timp de la momentul în care organismul a început să se miște în acest mod (imaginați-vă că porniți cronometrul), până când corpul a depăși acest mod (numai în acel moment vă opriți cronometrul !). Despre acest timp se opreste nu ar trebui să fie luate în considerare la determinarea spune nimic (deci cronometrul la opriri intermediare nu opri!). Astfel, atunci când se calculează viteza medie ar trebui să ia în considerare tot timpul pe care a luat pentru a depăși modul (inclusiv timpul petrecut pe opriri).
2. Cum se calculează viteza medie a corpului, care a început să se miște în pas și după ce a absolvit-o în punctul B, dar pe drumul de la A la B să se întoarcă (poate nu o dată!), Și apoi din nou, continuă să se mute în punctul B?
În anumite“. este egal cu raportul dintre traseului parcurs de către organism. „Aceasta înseamnă că, atunci când se calculează viteza medie nu este de a determina distanța dintre punctele (puncte) începutul și sfârșitul mișcării, și calea reală, care a trecut corpul.
Exemplul 1. Găsiți viteza medie a unei persoane pe drumul de la domiciliu la stația, distanța dintre ele l = 800 m, în cazul în care, având în sfert din drum, a venit acasă (de exemplu, pentru a verifica dacă ușa este închisă bine) și minute prin intermediul a continuat drumul spre stație. Viteza mișcării umane este constantă și egală cu v = 4 km / h.
Decizie. Începutul mișcării umane, desigur, ar trebui să fie luate în considerare în momentul în care a venit primul ieșit din casă. Sfert din drum este o distanță l1 / 4 = l. 4 = 800. 4 = 200 m. La întoarcerea acasă, omul a plecat 2l1 / 4 = 400 m. După aceea, el a părăsit casa pentru a doua oară și a ajuns la gară. Calea traversat de om de la începutul mișcării, va fi:
Timpul t. este cheltuită pentru depășirea în acest fel, suma timpului de rezidență în casă și timpul T în timpul căreia o persoană care se deplasează de-a lungul traseului „de la casa de la-la gară.“ Deoarece viteza mișcării umane este constantă (v = 4 km / h) și progresate cunoscute, atunci mișcarea este:
1.2 km. 4 kmh = 0,3 h = 18 min.
Apoi, tot timpul petrecut de către persoana este:
t = + T = 2 + 18 = 20 m = 1/3 ore.
Am găsit viteza medie:
1.2 km. v = 3,6 km / h.
Viteza medie a estimărilor persoane sunt de multe ori, dar judecătorii cu privire la aceasta, se uită la ceas. Persoana Grăbindu se referă distanța pe care încă din stânga pentru a depăși, iar timpul alocat pentru el pentru ea, și apoi se încheie (deși valoarea numerică a ratei medii este puțin probabil ca în acest caz este): „Ei bine, acum poti merge mai lent,“ sau „Vom avea mai multe pentru a împinge, în caz contrar nu am timp. "
Revenind la exemplul de mai sus. Presupunem că viteza V0 = 4 km / h este ales persoana nu este intamplatoare. mers de la domiciliu la stația de pe o bază de zi cu zi, oamenii observă că distanța l == 800 m, trece peste timpul t0 = 12 minute = 0,2 ore:
= 0,8 km. 0,2 hr = 4 km / h.
În esență, este - viteza medie, după cum nu este cunoscută, viteza cu care o persoană este, în orice moment dat. Mutarea o astfel de viteză și de petrecere a timpului t0. timp, oamenii de zi cu zi la stația de la timp. Dacă trebuie să mergi acasă (pentru a crește calea pe care trebuie să fie depășite, și este nevoie de mai mult timp) sau a opri (mărind timpul necesar pentru a depăși modul), v0 viteza selectată nu este potrivit: puteți fi târziu la gară. Asta înseamnă că trebuie să mărim viteza. Dar cum să o facă fără cheltuieli inutile a energiei?
Exemplul 2: O persoană, de obicei, iese din casă la stația de la momentul t0 = 12 minute pe jos l = 800 m Într-o zi, cu un sfert din drum, spune el, nu opriți dispozitivele electrice, și se întoarce acasă, opriți aparate electrice, petrecerea timpului = 2 min. , și apoi se duce la gară. Cu o viteză mai mică, este necesar să se miște omul, după ce sa întors acasă, în timp la stația de la ora obișnuită (și să nu fie târziu pentru trenul).
1. De obicei, o persoană care se deplasează cu o viteză de
2. După o astfel de rată de un sfert din drum, el a petrecut timp. 4 kmh = 0,05 h = 3 min. Mijloacele de care dispune au timp T2 = t0- T1 = 12-3 = 9 min.
3. În timpul T2 perioadă, o persoană trebuie să depășească drumul spre casă, și apoi din nou la postul de:
m = 1 km și, în plus, timpul (= 2 minute) pentru a petrece acasă. Prin urmare, calea de S omului va trebui să depășească în cursul procedurii
care este, cu nu mai puțin de viteză mică
1 km. h = km / h = km / h „de 8,6 km / h.
Verificați că înainte de a ajunge acasă la o viteză de km / h și apoi de mers pe jos, la o viteză de V2 = 2V0 = 8 km / h, persoana va veni la stația de la timp.
Răspuns. o persoană care are nevoie să se deplaseze la o rată nu mai mică de km / h. Rețineți că viteza medie pentru timpul (t = 12 minute) de la începutul până la sfârșitul anului
m / min = 100 m / min = 6 km / h.
Valoarea obținută Vav o dată și jumătate mai mare decât v0. și arată modul în care viteza inițială necesară pentru a lăsa omul din casă, dacă el este uituc.
Se calculează valorile medii aritmetice ale vitezei v0. v1. v2.
Această valoare nu este egală cu viteza medie Vav. Fă acest lucru și nu fac greșeala frecventă în viitor: Nu încercați să caute o viteză medie aritmetică valoarea medie (nu are nici un sens fizic!).
Exemplul 3. Vehiculul trece prima treime a modului uniform la o viteză de v1 cei 108 km / h iar restul de două treimi din drum - la o viteză de v2 = 72 km / h. Găsiți viteza medie a masinii.
Decizie. Nevalabil presupunem că viteza medie coincide cu valoarea mediei aritmetice a V1 și V2 înseamnă. care este
1. Să ne găsim t1 timp la o rată de v1 mișcare. presupunând că întreaga cale este L [km]. Din condiția că este clar că
2. Timpul de circulație t2 pe porțiunea rămasă a traseului este
3. Deci, timpul pentru a continua calea L este
4. Prin determinarea vitezei medii
Răspuns. medie a vitezei Vav = 81 km / h.
Viteza medie coincide cu valoarea medie aritmetică a vitezei într-un singur caz special. atunci când corpul se mișcă la viteze diferite, astfel încât între momente succesive de schimbare (comutare) viteza este menținută T. timp egală Astfel, corpul se deplasează la o viteză v1 în timpul timpului t1 = T. cu v2 viteză în timpul t2 = T. cu v3 viteză în timpul timpul t3 = T, etc. În cazul în care de-a lungul modul în care modifică viteza de n ori distanța parcursă
Timpul t. pentru care a trecut calea
Nu este interzisă în acest caz special, să se deplaseze la o viteză de V0 = 0; pentru a face opriri. Dar timpul de oprire ar trebui să fie T0 = T.
Exemplul 4. Elicopterul zboara non-stop uniform și rectiliniu la punctele AV C (în această ordine), și se întoarce la A. Puncte A. B, C sunt ca vârfurile unui triunghi. O distanță între A și B este LAB = 150 km, iar între B SLBC = 200 km, între C și ALCA = 100 km. Timpul pentru care elicopterul este de zbor de la un punct la altul, este o jumătate de oră. Găsiți viteza medie a elicopterului pe ruta ABCA. Va viteza medie în cazul în care LCA = 200 km și toate distanța elicopterul depăși timp de 1 oră?
Decizie. 1. Găsiți viteza elicopterului la fiecare site:
2. Deoarece t = 0,5 h este aceeași pentru toate zonele de trafic, atunci
3. Dacă distanța LSA = 200 km și TCA = 1 oră, atunci nu se schimbă VCA = 200 km / h. Dar, în acest caz, este imposibil să se conta în sus (pentru simplitate), o viteză medie ca medie, ca TCA. tAB == tbc.