HIZ VE HIZ ARASINDAKI FARKLAR (ÖRNEKLERLE) - FIZIKSEL - 2025

Hız ve devir arasındaki farklar hem fiziksel miktarlar, ilgili olmasına rağmen, mevcut. Ortak dilde, bir terim veya diğeri eşanlamlıymış gibi birbirinin yerine kullanılır, ancak Fizikte onları ayırt etmek gerekir.

Bu makale her iki kavramı da tanımlar, farklılıklara dikkat çeker ve örnekler kullanarak birinin veya diğerinin nasıl ve ne zaman uygulandığını açıklar. Basitleştirmek için hareket halindeki bir parçacığı ele alıyoruz ve buradan hız ve hız kavramlarını gözden geçireceğiz.

Şekil 1. Bir eğri içinde hareket eden bir parçacığın hızı ve hızı. Hazırlayan: F. Zapata.

Hız ve hız arasındaki farklar

	hız	hız
Tanım	Birim zamanda kat edilen mesafedir	Her zaman birimindeki yer değiştirme (veya konum değişikliğidir)
Gösterim	v	v
Matematiksel nesne türü	Tırmanış	Vektör
Formül (sınırlı bir süre için) *	v = Δs / Δt	v = Δr / Δt
Formül (belirli bir an için) **	v = ds / dt = s '(t)	v = dr / dt = r '(t)
Formülün açıklaması	* Katedilen yolun uzunluğunun, yolculuk için kullanılan süreye bölünmesi. ** Anlık hızda, zaman süresi sıfıra meyillidir. ** Matematiksel işlem, zamanın t anına göre zamanın bir fonksiyonu olarak yol yayının türevidir.	* Vektör yer değiştirme, yer değiştirmenin meydana geldiği zaman periyoduna bölünür. ** Anlık hızda zaman aşımı sıfıra meyillidir. ** Matematiksel işlem, konum fonksiyonunun zamana göre türevidir.
karakteristikleri	Bunu ifade etmek için, hareketin meydana geldiği uzamsal boyutlardan bağımsız olarak sadece pozitif bir gerçek sayı gereklidir. ** Anlık hız, anlık hızın mutlak değeridir.	Hareketin meydana geldiği uzamsal boyutlara bağlı olarak ifade etmek için birden fazla gerçek sayı (pozitif veya negatif) gerekebilir. ** Anlık hız modülü anlık hızdır.

Düz bölümlerde eşit hız örnekleri

Hız ve hızın çeşitli yönleri yukarıdaki tabloda özetlenmiştir. Ardından, tamamlayıcı olarak, ilgili kavramları ve bunların ilişkilerini gösteren birkaç örneği düşünün:

- Örnek 1

Kırmızı bir karıncanın düz bir çizgi boyunca ve aşağıdaki şekilde gösterilen yönde hareket ettiğini varsayalım.

Şekil 2. Düz yolda bir karınca. Kaynak: F. Zapata.

Ek olarak, karınca 0.25 saniyelik bir süre içinde 30 milimetrelik bir mesafeyi katedecek şekilde düzgün bir şekilde hareket eder.

Karıncanın hızını ve hızını belirleyin.

Çözüm

Karıncanın hızı, Δs mesafesinin Δt zaman periyoduna bölünmesiyle hesaplanır.

v = Δs / Δt = (30 mm) / (0.25s) = 120 mm / s = 12 cm / s

Karıncanın hızı, yer değiştirmenin ( r) yer değiştirmenin yapıldığı zaman periyoduna bölünmesiyle hesaplanır .

Yer değiştirme, X eksenine göre 30º yönünde 30 mm veya kompakt biçimde:

Δ r = (30 mm ¦ 30º)

Bir vektör miktarı olduğu için yer değiştirmenin bir büyüklük ve bir yönden oluştuğu not edilebilir. Alternatif olarak, yer değiştirme, Kartezyen bileşenleri X ve Y'ye göre şu şekilde ifade edilebilir:

Δ r = (30 mm * cos (30º); 30 mm * günah (30º)) = (25.98 mm; 15.00 mm)

Karıncanın hızı, yer değiştirmeyi yapıldığı zaman dilimine bölerek hesaplanır:

v = Δ r / Δt = (25,98 mm / 0,25 sn; 15,00 mm / 0,25 sn) = (103,92; 60,00) mm / sn

Kartezyen bileşenleri X ve Y'de ve cm / s birimlerinde bu hız:

v = (10.392; 6.000) cm / s.

Alternatif olarak hız vektörü, gösterildiği gibi polar formunda (modül ¦ yönü) ifade edilebilir:

v = (12 cm / s ¦ 30º).

Not : Bu örnekte, hız sabit olduğundan, ortalama hız ve anlık hız çakışmaktadır. Anlık hızın modülü, anlık hız olarak bulunur.

Örnek 2

Önceki örnekteki aynı karınca, aşağıdaki şekilde gösterilen üçgen yolu izleyerek A'dan B'ye, sonra B'den C'ye ve son olarak C'den A'ya gider.

Şekil 3. Bir karıncanın üçgen yolu. Kaynak: F. Zapata.

AB bölümü bunu 0.2 saniyede kapsar; BC onu 0.1 saniyede çalıştırır ve son olarak CA 0.3 saniyede çalıştırır. ABCA yolculuğunun ortalama hızını ve ABCA yolculuğunun ortalama hızını bulun.

Çözüm

Karıncanın ortalama hızını hesaplamak için gidilen toplam mesafeyi belirleyerek başlıyoruz:

Δs = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

Tüm yolculuk için kullanılan zaman aralığı:

Δt = 0.2s + 0.1s + 0.3s = 0.6s.

Yani karıncanın ortalama hızı:

v = Δs / Δt = (12 cm) / (0.6s) = 20 cm / s.

Daha sonra, ABCA rotasındaki karıncanın ortalama hızı hesaplanır. Bu durumda, karıncanın yaptığı yer değiştirme:

Δ r = (0 cm; 0 cm)

Bunun nedeni, ofsetin, bitiş konumu ile başlangıç ​​konumu arasındaki fark olmasıdır. Her iki konum da aynı olduğundan, farkları sıfırdır ve sonuçta boş yer değiştirme olur.

Bu sıfır yer değiştirme 0.6 saniyelik bir sürede gerçekleşti, dolayısıyla karıncanın ortalama hızı:

v = (0 cm; 0 cm) / 0.6s = (0; 0) cm / s.

Sonuç : ortalama hız 20 cm / s, ancak ABCA yolunda ortalama hız sıfırdır.

Kavisli bölümlerde eşit hız örnekleri

Örnek 3

Bir böcek 0,2 m yarıçaplı bir daire üzerinde eşit hızda hareket eder, öyle ki A'dan başlayıp B'ye vararak 0,25 s içinde bir çevrenin ¼'unu hareket ettirir.

Şekil 4. Dairesel kesitte böcek. Kaynak: F. Zapata.

AB bölümünde böceğin hızını ve hızını belirleyin.

Çözüm

A ve B arasındaki çevre yayının uzunluğu:

Δs = 2πR / 4 = 2π (0,2 m) / 4 = 0,32 m.

Elimizdeki ortalama hız tanımını uygulayarak:

v = Δs / Δt = 0,32 m / 0,25 s = 1,28 m / s.

Ortalama hızı hesaplamak için, ilk konum A ile son konum B arasındaki yer değiştirme vektörünü hesaplamak gerekir:

Δ r = (0, R) - (R, 0) = (-R, R) = (-0,2, 0,2) m

Ortalama hız tanımını uygulayarak şunu elde ederiz:

v = Δ r / Δt = (-0,2, 0,2) m / 0,25s = (-0,8, 0,8) m / s.

Önceki ifade, Kartezyen biçimde ifade edilen A ve B arasındaki ortalama hızdır. Alternatif olarak, ortalama hız, kutupsal biçimde, yani modül ve yönde ifade edilebilir:

- v - = ((-0,8) ^ 2 + 0,8 ^ 2) ^ (½) = 1,13 m / s

Yön = arctan (0.8 / (-0.8)) = arctan (-1) = -45º + 180º = 135º X eksenine göre.

Son olarak, kutupsal formdaki ortalama hız vektörü: v = (1,13 m / s ¦ 135º).

Örnek 4

Önceki örnekte böceğin başlama zamanının A noktasından 0s olduğunu varsayarsak, herhangi bir t anında konum vektörünün şu şekilde verildiğini elde ederiz:

r (t) =.

Herhangi bir t için hızı ve anlık hızı belirleyin.

Çözüm

1. Alonso M., Finn E.Fizik cilt I: Mekanik. 1970. Fondo Educativo Interamericano SA
2. Hewitt, P. Kavramsal Fiziksel Bilim. Beşinci baskı. Pearson.
3. Genç, Hugh. Modern Fizikle Üniversite Fiziği. 14. Baskı Pearson.
4. Vikipedi. Hız. Kurtarıldı: es.wikipedia.com
5. Zita, A. Hız ve hız arasındaki fark. Kurtarıldı: differentiator.com