- Ortalama hız vektörünün özellikleri v
- Ortalama hızın işaretleri
- Ortalama hız: skaler bir miktar
- Egzersiz çözüldü
- Referanslar
Ortalama hız hareket eden bir parçacık için, maruz kaldığı bu pozisyonun varyasyon ve değişiklik kullanılan bir zaman aralığı arasındaki oran olarak tanımlanır. En basit durum, parçacığın x ekseni ile temsil edilen düz bir çizgi boyunca hareket ettiği durumdur.
Hareketli nesnenin sırasıyla t 1 ve t 2 zamanlarında x 1 ve x 2 konumlarını işgal ettiğini varsayalım . Ortalama hızın tanımı v m matematiksel olarak şu şekilde temsil edilir:
Uluslararası Sistemde v m birimleri metre / saniyedir (m / s). Metinlerde ve mobil cihazlarda görünen diğer yaygın olarak kullanılan birimler şunlardır: km / s, cm / s, mil / s, ft / s ve daha fazlası, form uzunluğu / süresi olduğu sürece.
Yunanca "Δ" harfi "delta" olarak okunur ve iki miktar arasındaki farkı kısaca belirtmek için kullanılır.
Ortalama hız vektörünün özellikleri v
Ortalama hız, hareketin önemli bir özelliğidir. Kaynak: Pixabay
Ortalama hız bir vektördür, çünkü konumdaki değişimle ilgilidir ve bu da yer değiştirme vektörü olarak bilinir.
Bu kalite, kalın harflerle veya büyüklüğü belirten harfin yukarısındaki bir okla temsil edilir. Bununla birlikte, bir boyutta, tek olası yön, x ekseninin yönüdür ve bu nedenle, vektör gösteriminden vazgeçilebilir.
Vektörlerin büyüklüğü, yönü ve anlamı olduğundan, denkleme ilk bakış, ortalama hızın yer değiştirme ile aynı yöne ve anlama sahip olacağını gösterir.
Örnekteki parçacığın düz bir çizgi boyunca hareket ettiğini hayal edelim. Hareketini tanımlamak için, "başlangıç noktası" olacak ve O olarak gösterilecek bir referans noktası belirtmek gerekir.
Parçacık O'ya doğru ya da uzaklaşarak sola ya da sağa hareket edebilir. Ayrıca belirli bir pozisyona ulaşmak kısa veya uzun zaman alabilir.
Bahsedilen büyüklükler: konum, yer değiştirme, zaman aralığı ve ortalama hız, parçacığın hareket ederken davranışını tanımlar. Kinematik büyüklüklerdir.
O'nun solundaki konumları veya konumları ayırt etmek için (-) işareti kullanılır ve O'nun sağındakiler (+) işaretini taşır.
Ortalama hız, aşağıdaki şekilde görülebilen geometrik bir yoruma sahiptir. P ve Q noktalarından geçen çizginin eğimidir. Eğri pozisyonunu keserken vs. iki noktada zaman, bu bir sekant çizgisidir.
P ve Q noktalarını birleştiren doğrunun eğimi olarak ortalama hızın geometrik yorumu. Kaynak: す じ に く シ チ ュ ー.
Ortalama hızın işaretleri
Aşağıdaki analiz için t 2 > t 1 olduğu dikkate alınmalıdır . Yani, bir sonraki an her zaman mevcut olandan daha büyüktür. Bu şekilde t 2 - t 1 her zaman pozitiftir, bu da genellikle günlük olarak anlamlıdır.
Daha sonra ortalama hızın işareti x 2 - x 1 ile belirlenecektir . O noktasının - başlangıç noktasının - nerede olduğu konusunda net olmanın önemli olduğuna dikkat edin, çünkü bu, parçacığın "sağa" veya "sola" gittiğinin söylendiği noktadır.
Okuyucunun tercihine göre "ileri" veya "geri".
Ortalama hız pozitif ise, ortalama olarak "x" değerinin zamanla arttığı anlamına gelir, ancak bu, dikkate alınan zaman periyodunda bir noktada azalmış olabileceği anlamına gelmez - Δt -.
Ancak küresel anlamda, zamanın sonunda, başlangıçta sahip olduğundan daha büyük bir pozisyona ulaştı. Bu analizde hareketin detayları göz ardı edilmektedir.
Ya ortalama hız negatifse? O zaman parçacığın başladığı koordinattan daha küçük bir koordinatla bittiği anlamına gelir. Kabaca geri döndü. Bazı sayısal örneklere bakalım:
Örnek 1 : Belirtilen başlangıç ve bitiş konumları verildiğinde, ortalama hızın işaretini belirtin. Parçacık küresel olarak nerede hareket etti?
a) x 1 = 3 m; x 2 = 8 m
Cevap : x 2 - x 1 = 8 m - 3 m = 5 m. Pozitif ortalama hız, parçacık ileri doğru hareket etti.
b) x 1 = 2 m; x 2 = -3 m
Cevap : x 2 - x 1 = -3 m - 2 m = -5 m. Negatif ortalama hız, parçacık geriye doğru hareket etti.
c) x 1 = - 5 m; x 2 = -12 m
Cevap : x 2 - x 1 = -12 m - (-5 m) = -7 m. Negatif ortalama hız, parçacık geriye doğru hareket etti.
d) x 1 = - 4 m; x 2 = 10 m
Cevap : x 2 - x 1 = 10 m - (-4m) = 14 m. Pozitif ortalama hız, parçacık ileri doğru hareket etti.
Ortalama hız 0 olabilir mi? Evet, başlangıç noktası ve varış noktası aynı olduğu sürece. Bu, parçacığın tüm zaman boyunca zorunlu olarak durduğu anlamına mı geliyor?
Hayır, bu sadece yolculuğun gidiş dönüş olduğu anlamına geliyor. Belki hızlı ya da çok yavaş ilerledi. Şimdilik bilinmiyor.
Ortalama hız: skaler bir miktar
Bu bizi yeni bir terim tanımlamaya götürür: ortalama hız. Fizikte vektör nicelikleri ile vektör olmayan nicelikler arasında ayrım yapmak önemlidir: skalerler.
Gidiş dönüş yapan parçacık için ortalama hız 0'dır, ancak çok hızlı olabilir veya olmayabilir. Öğrenmek için, ortalama hız şu şekilde tanımlanır:
Ortalama hız birimleri, ortalama hız için olanlarla aynıdır. İki büyüklük arasındaki temel fark, ortalama hızın parçacığın yönü ve yönü hakkında ilginç bilgiler içermesidir.
Bunun yerine, ortalama hız yalnızca sayısal bilgi sağlar. Bununla, parçacığın ne kadar hızlı veya yavaş hareket ettiği biliniyor, ancak ileri veya geri hareket edip etmediği biliniyor. Yani skaler bir niceliktir. Onları ifade ederken onları nasıl ayırt edebilirim? Bunun bir yolu, vektörler için kalın bırakmak veya üzerlerine bir ok koymaktır.
Ve ortalama hızın ortalama hıza eşit olması gerekmediğine dikkat etmek önemlidir. Gidiş dönüş için ortalama hız sıfırdır, ancak ortalama hız değildir. Her zaman aynı yönde seyahat ettiğinizde her ikisi de aynı sayısal değere sahiptir.
Egzersiz çözüldü
Okuldan eve 95 km / s hızla 130 km hızla geri dönüyorsunuz. Yağmur yağmaya başlar ve 65 km / saate kadar yavaşlar. Sonunda 3 saat 20 dakika sürdükten sonra eve döner.
a) Eviniz okuldan ne kadar uzakta?
b) Ortalama hız neydi?
Yanıtlar:
a) Bazı ön hesaplamalar gereklidir:
Yolculuk iki bölüme ayrılmıştır, toplam mesafe:
d = d1 + d 2 , d1 = 130 km ile
t2 = 3.33 - 1.37 saat = 1.96 saat
D 2'nin hesaplanması :
d 2 = 65 km / sa x 1,96 sa = 125,4 km.
Okul d1 + d 2 = 255,4 km evden.
b) Şimdi ortalama hız bulunabilir:
Referanslar
- Giancoli, D. Physics. Uygulamalar ile İlkeler. Altıncı Baskı. Prentice Hall. 21-22.
- Resnick, R. (1999). Fiziksel. Cilt 1. İspanyolca Üçüncü baskı. Meksika. Compañía Editoryal Continental SA de CV 20-21.
- Serway, R., Jewett, J. (2008). Bilim ve Mühendislik için Fizik. Cilt 1. 7 ma. Baskı. Meksika. Cengage Öğrenim Editörleri. 21-23.