A SEBESSÉG ÉS A SEBESSÉG KÖZÖTTI KÜLÖNBSÉGEK (PÉLDÁKKAL) - FIZIKAI - 2026

A sebesség és a sebesség közötti különbségek léteznek, bár ezek mind fizikai nagyságokhoz kapcsolódnak. A közös nyelvben az egyik vagy a másik kifejezést felváltva használják, mintha szinonimák lennének, de a fizikában meg kell különböztetni őket.

Ez a cikk mindkét fogalmat meghatározza, rámutat a különbségekre, és példákkal magyarázza az egyik vagy a másik alkalmazás módját és idejét. Az egyszerűsítés érdekében a részecskét mozgásban tekintjük, és innen áttekintjük a sebesség és a sebesség fogalmát.

1. ábra: Egy görbeben mozgó részecske sebessége és sebessége Készítette: F. Zapata.

A sebesség és a sebesség különbségei

	Sebesség	Sebesség
Meghatározás	Ez az időegységben megtett távolság	Ez az egyes időegységekben az elmozdulás (vagy a helyzetváltozás)
Jelölés	v	v
Matematikai objektum típusa	Mászik	Vektor
Képlet (egy meghatározott ideig) *	v = Δs / Δt	v = Δr / Δt
Képlet (egy adott pillanatban) **	v = ds / dt = s '(t)	v = dr / dt = r '(t)
A képlet magyarázata	* A megtett út hossza osztva az annak meghaladásához szükséges időtartammal. ** A pillanatnyi sebességnél az idő nulla. ** A matematikai művelet az út ívének derivációja az idő függvényében az idő t pillanatához viszonyítva.	* A vektor elmozdulása osztva azzal az időtartammal, amelyben az elmozdulás megtörtént. ** A pillanatnyi sebességnél az idő telik el nullára. ** A matematikai művelet a helyzetfüggvény deriváltja az idő függvényében.
jellemzők	Ennek kifejezéséhez csak pozitív valós számra van szükség, függetlenül attól a térbeli mérettől, amelyben a mozgás bekövetkezik. ** A pillanatnyi sebesség a pillanatnyi sebesség abszolút értéke.	Több valós szám (pozitív vagy negatív) kifejezéséhez is szükség lehet, attól függően, hogy milyen térbeli méretek vannak a mozgásban. ** A pillanatnyi sebesség modulusa a pillanatnyi sebesség.

Példák egyenletes sebességgel egyenes szakaszokon

A sebesség és a sebesség különféle aspektusait a fenti táblázat foglalta össze. És ezt kiegészítve mérlegeljen több példát, amelyek szemléltetik az érintett fogalmakat és kapcsolataikat:

- 1. példa

Tegyük fel, hogy egy piros hangya egyenes vonal mentén és az alábbi ábrán jelzett irányban mozog.

2. ábra Egy hangya egyenes úton. Forrás: F. Zapata.

Ezenkívül a hangya egyenletesen mozog, így 0,25 másodperc alatt 30 mm távolságot halad meg.

Határozza meg a hangya sebességét és sebességét.

Megoldás

A hangya sebességét úgy számítják ki, hogy a megtett távolságot elosztják a Δt időtartammal.

v = Δs / Δt = (30 mm) / (0,25 s) = 120 mm / s = 12 cm / s

A hangya sebességét úgy számítják ki, hogy az Δ r elmozdulást elosztják azzal az időtartammal, amelyben az elmozdulás megtörtént.

Az elmozdulás 30 mm volt az X tengelyhez képest 30 ° -kal, vagy kompakt formában:

Δ r = (30 mm ¦ 30º)

Megjegyzendő, hogy az elmozdulás nagyságból és irányból áll, mivel ez vektormennyiség. Alternatív megoldásként az elmozdulás X és Y derékszögű komponensei szerint fejezhető ki:

Δ r = (30 mm * cos (30 °); 30 mm * sin (30 °)) = (25,98 mm; 15,00 mm)

A hangya sebességét úgy számítják, hogy az elmozdulást elosztják az elvégzés időtartamával:

v = Δ r / At = (25,98 mm / 0,25 s; 15.00 mm / 0.25 s) = (103,92; 60,00) mm / s

Ez a sebesség X és Y derékszögű komponenseiben és cm / s egységekben:

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

Alternatív megoldásként a sebességvektor kifejezhető a poláris alakjában (us-modulus irány) az alábbiak szerint:

v = (12 cm / s ¦ 30º).

Megjegyzés: Ebben a példában, mivel a sebesség állandó, az átlagos sebesség és a pillanatnyi sebesség egybeesik. A pillanatnyi sebesség modulusa a pillanatnyi sebesség.

2. példa

Ugyanez a hangya az előző példában A-tól B-ig, majd B-től C-ig és végül C-től A-ig tart, a következő ábrán bemutatott háromszög útvonalon.

3. ábra: A hangya háromszögletű útja. Forrás: F. Zapata.

Az AB szekció 0,2 mp-ben lefedi; a BC 0,1 másodperc alatt fut, végül a CA 0,3 másodperc alatt futtatja. Keresse meg az ABCA utazás átlagos sebességét és az ABCA utazás átlagos sebességét.

Megoldás

A hangya átlagos sebességének kiszámításához a teljes megtett távolság meghatározásával kezdjük:

Δs = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

A teljes utazáshoz felhasznált időtartam:

Δt = 0,2 s + 0,1 s + 0,3 s = 0,6 s.

Tehát a hangya átlagos sebessége:

v = Δs / Δt = (12 cm) / (0,6 s) = 20 cm / s.

Ezután kiszámítják a hangya átlagos sebességét az ABCA útvonalon. Ebben az esetben a hangya elmozdulása:

Δ r = (0 cm; 0 cm)

Ennek oka az, hogy az eltolás a véghelyzet és a kiindulási helyzet közötti különbség. Mivel mindkét helyzet azonos, akkor a különbség nulla, és null elmozdulást eredményez.

Ezt a nulla elmozdulást 0,6 másodperc alatt hajtottuk végre, tehát a hangya átlagos sebessége:

v = (0 cm; 0 cm) / 0,6s = (0; 0) cm / s.

Következtetés: átlagos sebesség 20 cm / s, de az átlagos sebesség nulla az ABCA útvonalon.

Példák egyforma sebességgel ívelt szakaszokon

3. példa

Egy rovar egy 0,2 m sugarú körön mozog egyenletes sebességgel, úgy, hogy A-tól kezdve és B-ig érve egy kerület ¼-jét elmozdítja 0,25 s-ban.

4. ábra Rovar kör alakú metszetben. Forrás: F. Zapata.

Határozza meg a rovar sebességét és sebességét az AB szakaszban.

Megoldás

A kerületi ív hossza A és B között:

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

Az átlagsebesség meghatározásának alkalmazásával:

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

Az átlagos sebesség kiszámításához ki kell számítani az elmozdulási vektort az A kiindulási helyzet és a B véghelyzet között:

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

Az átlagsebesség meghatározását alkalmazva:

v = Δ r / At = (-0,2, 0,2) m / 0.25s = (-0,8, 0,8) m / s.

Az előző kifejezés az A és B közötti átlagos sebesség derékszögben kifejezve. Alternatív megoldásként az átlagos sebesség poláris formában is kifejezhető, azaz modul és irány:

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

Irány = arktán (0,8 / (-0,8)) = arktán (-1) = -45º + 180º = 135º az X tengelyhez képest.

Végül, az átlagos sebességvektor poláris alakban: v = (1,13 m / s ~ 135º).

4. példa

Feltételezve, hogy az előző példában a rovar kezdési ideje 0s az A ponttól, feltételezzük, hogy pozícióvektorát t pillanatban megadjuk:

r (t) =.

Határozza meg a sebességet és a pillanatnyi sebességet bármilyen t időtartamra.

Megoldás

1. Alonso M., Finn E. Fizika I. kötet: Mechanika. 1970. Fondo Educativo Interamericano SA
2. Hewitt, P. Fogalmi fizikai tudomány. Ötödik kiadás. Pearson.
3. Fiatal, Hugh. Egyetemi fizika modern fizikával. 14. kiadás, Pearson.
4. Wikipedia. Sebesség. Helyreállítva: es.wikipedia.com
5. Zita, A. A sebesség és a sebesség közötti különbség. Helyreállítva: differentiator.com