מהירות מיידית לעומת ממוצעת
Velocity הוא מושג חשוב מאוד שנדון במכניקה. תכונות רבות של עצם כגון האנרגיה הקינטית והצמיגות תלויות במהירות העצם. מושג המהירות נמצא בשימוש נרחב בתחומים כמו קינטיקה, קינמטיקה, דינמיקה, אסטרופיזיקה ואפילו הנדסה. חיוני שתהיה הבנה נכונה של המושגים של מהירות מיידית ומהירות ממוצעת כדי להצטיין בתחומים כאלה. במאמר זה, אנו הולכים לדון מה הן מהירות מיידית ומהירות ממוצעת, הדמיון ביניהם, ההגדרות של מהירות מיידית ומהירות ממוצעת ולבסוף ההבדל בין מהירות ממוצעת למהירות מיידית.
מהי מהירות מיידית?
יש להבין תחילה את המושג מהירות, כדי להבין את המושג מהירות מיידית כראוי. מהירות היא כמות פיזית של גוף. המהירות המיידית יכולה להינתן כמהירות המיידית של העצם עם הכיוון שהאובייקט נע באותו רגע. במכניקה הניוטונית, המהירות מוגדרת כקצב השינוי של התזוזה. גם מהירות וגם תזוזה הם וקטורים. יש להם ערך כמותי וכיוון. הערך הכמותי בלבד של המהירות נקרא מודול המהירות. זה שווה למהירות האובייקט. מהירותו של עצם קשורה ישירות לאנרגיה הקינטית של העצם. תורת היחסות מציעה גרסה מתקדמת יותר, שאינה נידונה כאן. תורת היחסות מציעה גם שהמסה הנצפית של עצם גדלה כאשר מהירות העצם גדלה. מהירותו של עצם תלויה רק בשינויים בקואורדינטת המרחב-זמן של העצם.המהירות המיידית של העצם היא המרחק שהאובייקט עבר בזמן אינסופי. זה מסומן מתמטית כ-dx/dt כאשר x הוא וקטור התזוזה. המהירות המיידית יכולה להיחשב כמהירות שהאובייקט מרגיש באופן מיידי. המהירות המיידית היא פונקציה של זמן. עבור עצם המוצב תחת כוח נטו, המהירות המיידית תמיד משתנה. עבור עצם שנע במהירות קבועה, המהירות המיידית היא קבועה.
מהי מהירות ממוצעת?
מהירות ממוצעת היא הממוצע של המהירויות המיידיות על פני תקופת זמן. מכיוון שקשה להשיג זאת, נעשה שימוש בשיטה קלה לחישוב המהירות הממוצעת. המהירות הממוצעת של תנועה היא המרחק הכולל שעבר העצם חלקי הזמן שלוקח למסע. אם הנתיב של העצם הוא קו ישר, ניתן לקבל וקטור עבור המהירות הממוצעת בקלות. שיטה נוספת לקבלת המהירות הממוצעת היא שילוב המהירות המיידית ביחס לזמן המסע.זה נותן את המרחק שעבר האובייקט. על ידי חלוקת כמות זו בזמן הנסיעה, ניתן לחשב את המהירות הממוצעת.
מה ההבדל בין מהירות ממוצעת למהירות מיידית?
• עבור מסע נתון, המהירות המיידית היא פונקציה של זמן, אבל המהירות הממוצעת היא קבועה.
• הווקטור של המהירות הממוצעת הוא תמיד על כיוון התזוזה. לכן, המהירות הממוצעת אינה תלויה בנתיב, אך וקטור המהירות המיידית תלוי בנתיב שנלקח.
