Perbezaan antara kelajuan dan kelajuan (dengan contoh)

The perbezaan antara kelajuan dan kelajuan Ada, walaupun kedua -duanya adalah kuantiti fizikal yang berkaitan. Dalam bahasa yang sama satu istilah atau yang lain digunakan secara bergantian seolah -olah mereka sinonim, tetapi dalam fizik adalah perlu untuk membezakannya.

Dalam artikel ini kedua -dua konsep ditakrifkan, perbezaannya ditunjukkan dan dijelaskan, dengan contoh, bagaimana dan kapan satu atau yang lain terpakai. Untuk mempermudahkan kami mempertimbangkan zarah yang bergerak dan dari sana kami akan mengkaji semula konsep kelajuan dan kelajuan. 

	Kelajuan	Kelajuan
Definisi	Ia adalah jarak perjalanan setiap unit masa.	Adalah anjakan (atau perubahan kedudukan) dalam setiap unit masa.
Notasi	v	v
Jenis objek matematik	Memanjat.	Vektor.
Formula (untuk tempoh masa yang terhingga)*	V = ΔS/Δt	V = ΔR/Δt
Formula (untuk masa yang diberikan) **	v = ds/dt = s '(t)	v = dr/dt = r '(t)
Penjelasan Formula	*Panjang jalan yang dibahagikan dibahagikan antara tempoh masa yang digunakan untuk mengembara.** Dalam kelajuan seketika, jangka masa cenderung menjadi sifar. ** Operasi matematik adalah terbitan arka trajektori sebagai fungsi masa berkenaan dengan masa t waktu.	*Anjakan vektor dibahagikan dengan tempoh masa di mana anjakan berlaku. ** Dalam kelajuan seketika tempoh masa cenderung sifar. ** Operasi matematik adalah terbitan kedudukan tepat pada waktunya.
Ciri -ciri	Untuk menyatakannya, hanya bilangan sebenar yang positif, tanpa mengira dimensi spatial di mana pergerakan berlaku. ** Kelajuan segera adalah nilai mutlak kelajuan serta -merta.	Lebih daripada satu bilangan sebenar (positif atau negatif) mungkin diperlukan untuk menyatakannya, bergantung kepada dimensi ruang di mana pergerakan itu berlaku. ** Modul kelajuan seketika segera.

Contoh dengan cepat seragam pada bahagian lurus

Kelajuan dan kelajuan zarah yang bergerak dalam lengkung. Disediakan oleh: f. Zapata.

Dalam jadual sebelumnya beberapa aspek kelajuan dan kelajuan diringkaskan. Dan kemudian melengkapkan, beberapa contoh dianggap menggambarkan konsep yang terlibat dan hubungan mereka:

Boleh melayani anda: Paramagnetisme

- Contoh 1

Menganggap bahawa semut merah bergerak mengikuti garis lurus dan ke arah yang ditunjukkan dalam angka berikut.

Semut di jalan rectilineal. Sumber: f. Zapata.

Di samping itu, semut bergerak secara seragam supaya ia bergerak jarak 30 milimeter dalam tempoh masa 0.25 saat. 

Tentukan kelajuan dan kelajuan semut.

Penyelesaian 

Kelajuan semut dikira dengan membahagikan jarak ΔS Toure Tour Δt.

V = ΔS/ΔT = (30 mm)/(0.25s) = 120 mm/s = 12 cm/s

Kadar semut dikira dengan membahagikan anjakan Δr antara tempoh masa di mana anjakan tersebut dibuat.

Anjakannya adalah 30 mm ke arah 30º berkenaan dengan paksi x, atau dalam bentuk padat: 

Δr = (30 mm | 30º)

Dapat diperhatikan bahawa anjakan terdiri daripada magnitud dan alamat, kerana ia adalah kuantiti vektor. Sebagai alternatif, anjakan boleh dinyatakan mengikut komponen Cartesiannya X dan Y, dengan cara ini:

Δr = (30 mm* cos (30º); 30 mm* tanpa (30º)) = (25.98 mm; 15.00 mm)

Kadar semut dikira dengan membahagikan anjakan antara tempoh masa di mana ia dilakukan:

v = Δr/Δt = (25.98 mm / 0.25 s; 15.00 mm / 0.25 s) = (103.92; 60.00) mm / s

Kelajuan ini dalam komponen Cartesian x dan y y dalam unit cm/s adalah:

V = (10,392; 6,000) cm/s.

Sebagai alternatif, vektor kelajuan boleh dinyatakan dalam bentuk kutubnya (modul | arah) seperti yang ditunjukkan:

v = (12 cm/s | 30º).

Catatan: Dalam contoh ini kerana kelajuan tetap, kelajuan purata dan kelajuan serta -merta bertepatan. Terbukti bahawa modul kelajuan seketika cepat cepat.

Boleh melayani anda: ketumpatan

Contoh 2

Semut yang sama dari contoh sebelumnya pergi dari A ke B, selepas B ke C dan akhirnya dari C ke A, mengikuti laluan segi tiga yang ditunjukkan dalam angka berikut.

Jalan segitiga semut. Sumber: f. Zapata.

Bahagian AB bergerak pada 0.2S; BC bergerak pada 0.1s dan akhirnya CA bergerak pada 0.3s. Kirakan kelajuan purata laluan ABCA dan kelajuan purata laluan ABCA.

Penyelesaian 

Untuk mengira kelajuan purata semut, kita mulakan dengan menentukan jumlah jarak perjalanan:

ΔS = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

Tempoh masa yang digunakan untuk keseluruhan perjalanan adalah:

Δt = 0.2s + 0.1s + 0.3s = 0.6 s.

Jadi, kelajuan purata semut adalah:

V = ΔS/ΔT = (12 cm)/(0.6s) = 20 cm/s.

Kemudian kelajuan purata semut di laluan ABCA dikira. Dalam kes ini, anjakan yang dibuat oleh semut adalah:

ΔR = (0 cm; 0 cm)

Ini kerana anjakan adalah perbezaan antara kedudukan akhir yang kurang kedudukan awal. Oleh kerana kedua -dua jawatan itu sama, maka perbezaannya tidak sah, mengakibatkan anjakan null.

Pemindahan nol ini dijalankan dalam tempoh masa 0.6s jadi jenis purata semut adalah:

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

Kesimpulan: Kelajuan purata 20 cm/s, Tetapi kelajuan purata adalah sifar dalam laluan ABCA.

Contoh dengan kepantasan seragam pada bahagian melengkung

Contoh 3

Serangga bergerak pada lingkaran radius 0.2m dengan kelajuan seragam, sehingga bermula dari A dan mencapai B, ia bergerak ¼ lilitan pada 0.25 s.

Boleh melayani anda: akhbar hidraulikSerangga seksyen bulat. Sumber: f. Zapata.

Tentukan kelajuan dan kelajuan serangga di bahagian ab.

Penyelesaian 

Panjang arka lilitan antara a dan b ialah:

ΔS = 2πr /4 = 2π (0.2m) /4 = 0.32 m.

Memohon definisi kelajuan purata yang anda ada:

V = ΔS/ΔT = 0.32 m/0.25 s = 1.28 m/s.

Untuk mengira kelajuan purata, adalah perlu untuk mengira vektor anjakan antara kedudukan awal A dan akhir B:

Δr = (0; r)-(r; 0) = (-r; r) = (-0.2; 0.2) m

Memohon definisi kelajuan purata diperolehi:

v = Δr/ Δt = (-0.2; 0.2) m / 0.25s = (-0.8; 0.8) m/s.

Ekspresi sebelumnya adalah kelajuan purata antara A dan B yang dinyatakan dalam bentuk Cartesian. Sebagai alternatif, kelajuan purata boleh dinyatakan dalam bentuk kutub, iaitu, modul dan arah:

| v | = ((-0.8)^2 + 0.8^2)^(½) = 1.13 m/s

Alamat = arctan (0.8 / (-0.8)) = arcan (-1) = -45º + 180º = 135º berkenaan dengan paksi x.

Akhirnya, vektor kelajuan purata dalam bentuk kutub ialah: v =(1.13 m/s | 135º).

Contoh 4

Dengan mengandaikan bahawa momen permulaan serangga contoh sebelumnya adalah 0s dari titik A, kedudukan vektor anda dalam sekejap mana -mana t diberikan oleh:

r(t) = [r cos ((π/2) t); R sen ((π/2) t)].

Tentukan kelajuan dan kelajuan segera untuk setiap saat t.

Penyelesaian 

Kelajuan seketika adalah terbitan berkenaan dengan masa kedudukan:

v(t) = Dr/dt = [-r (π/2) tanpa ((π/2) t); R (π/2) cos ((π/2) t)]]

Kelajuan segera adalah modul kelajuan segera vektor:

v (t) = | v(T) | = π r / 2^½

Rujukan

1. Alonso m., Finn e. Fizik Jilid I: Mekanik. 1970. Dana pendidikan antara Amerika s.Ke.
2. Hewitt, ms. Sains Fizikal Konsep. Edisi Kelima. Pearson.
3. Young, Hugh. Fizik universiti dengan fizik moden. Edisi ke -14. Pearson.
4. Wikipedia. Kelajuan. Pulih dari: Adakah.Wikipedia.com
5. Zita, a. Perbezaan antara kelajuan dan kelajuan. Diperolehi daripada: pembezaan.com