מהירות ממוצעת: כיצד לחשב זאת ודוגמאות - גוּפָנִי - 2025

הממוצע המהיר או ממוצע המהירות מוגדרת כמנה בין השטח נסעה והזמן נהג לנסוע כי שטח. מהירות היא כמות מהותית הן בפיזיקה והן בחיי היומיום של האנשים. זה קיים כמעט בכל היבט בחייהם של אנשים.

נוכחות מהירות זו מורגשת במיוחד בחברה של ימינו, בה יש ביקוש גובר למיידיות. כמובן שהמהירות קשורה גם באופן מהותי לשלל תופעות פיזיות. איכשהו, לכל האנשים יש רעיון אינטואיטיבי, נכון פחות או יותר, לגבי מושג המהירות.

יש להבחין בין מהירות ממוצעת למהירות מיידית. המהירות המיידית היא המהירות שגוף סוחב ברגע נתון, ואילו המהירות הממוצעת היא המניין שבין העקירה לזמן.

יתר על כן, יש לציין כי המהירות היא כמות סקלרית; כלומר יש לזה כיוון, תחושה ומודול. באופן זה, המהירות מוחלת על כיוון אחד.

במערכת הבינלאומית נמדדת המהירות במטרים לשנייה (m / s), אם כי לרוב משתמשים ביחידות אחרות בחיי היומיום, כגון קמ"ש לשעה (קמ"ש).

איך לחשב את זה?

חישוב המהירות הממוצעת מתבצע מתוך הביטוי הבא:

v _m = ∆s / ∆t = (s _{f -} s ₀ ) / (t _{f -} t ₀ )

במשוואה זו v _m הוא המהירות הממוצעת, ∆s הוא תוספת העקירה ו- ist הוא תוספת הזמן. מצד שני, s _f ו- s ₀ הם העקירה הסופית וההתחלתית, בהתאמה; בעוד t _f ו- t ₀ הם הזמן הסופי וההתחלתי, בהתאמה.

ביטוי נוסף לחישוב המהירות הממוצעת הוא:

v _m = s _t / t _t

בביטוי זה _t הוא העקירה המוחלטת ו- _{t t} הוא הזמן הכולל שהושקע ביצירת העקירה הזו.

כפי שניתן לראות בחישוב זה, נלקחים בחשבון רק העקירה הכוללת והזמן הכולל שהוקדש לה, מבלי שבכל עת היה צורך לקחת בחשבון כיצד התרחשה אותה תזוזה.

אין צורך לדעת גם אם הגוף האיץ, עצר או נסע לאורך כל הדרך במהירות קבועה.

לעתים קרובות יתכן ויהיה צורך לבצע את החישוב ההפוך כדי לקבוע את העקירה הכוללת מהמהירות הממוצעת ומהזמן הכולל שנדרש.

במקרה כזה, אתה רק צריך לפתור את העקירה של המשוואה הראשונה כדי לקבל את הביטוי שמאפשר לחשב אותו:

∆s = v _m ∙ ∆t

ניתן היה לעשות זאת גם אם יש צורך לחשב את הזמן המשמש בתנועה המתבצעת במהירות ממוצעת ידועה:

∆t = v _m ∙ ∆s

יחידות מידה למהירות

המהירות יכולה להתבטא ביחידות שונות. כאמור, במערכת הבינלאומית יחידת המדידה היא המד לשנייה.

עם זאת, בהתאם להקשר, יתכן שיהיה נוח יותר או מעשי יותר להשתמש ביחידות אחרות. כך, במקרה של אמצעי תחבורה, בדרך כלל משתמשים בקילומטר לשעה.

מצדו, במערכת היחידות האנגלו-סקסית הם משתמשים בכף הרגל בשניה (רגל / שניות) או בקילומטר לשעה (קמ"ש) במקרה של אמצעי תחבורה.

בניווט הימי הקשר נפוץ; מצד שני, באווירונאוטיקה משתמשים לפעמים במספר ה- Mach, המוגדר כמניין בין מהירות הגוף למהירות הצליל.

דוגמאות לחישוב מהירות ממוצעת

דוגמא ראשונה

דוגמא טיפוסית בה יתכן שיהיה צורך לחשב את המהירות הממוצעת היא נסיעה בין שתי ערים נפרדות.

נניח את המקרה בו ידועה גם העקירה המוחלטת (שאינה חייבת לחפוף את המרחק בין שתי הערים) במסע בין שתי הערים - למשל, 216 קילומטרים - כמו גם הזמן שהוקדש למסע ההוא. לדוגמא, שלוש שעות-.

חישוב המהירות הממוצעת ייעשה כך:

v _m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 קמ"ש

אם ברצונך לבטא את המהירות ביחידות מערכת בינלאומיות, עליך לבצע את ההמרה הבאה:

v _m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, מכיוון שקילומטר הוא אלף מטר ולשעה יש 3600 שניות.

דוגמא שנייה

מקרה מעשי נוסף של חישוב המהירות הממוצעת הוא כאשר נעשו מספר תנועות בפרק זמן נתון.

נניח אישה שעשתה מספר נסיעות באופניים במשך מספר ימים ורוצה לדעת מה היה המהירות הכוללת הממוצעת של נסיעתה.

האישה נסעה למרחקים הבאים לאורך הימים הבאים: 30 ק"מ, 50 ק"מ, 40 ק"מ ו -20 ק"מ.

הזמנים המתאימים שבהם נעשה שימוש היו כדלקמן: שעה וחצי, שעתיים וחצי, שעתיים וחצי ושעה וחצי. ואז המהירות הממוצעת המתקבלת מחושבת באופן הבא:

v _m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1.5 + 2.5 + 2.5 + 1.5) = 17.5 קמ"ש

דוגמאות למהירות ממוצעת

מעניין לדעת כמה דוגמאות למהירויות נסיעה ממוצעות כדי לקבל מושג אינטואיטיבי יותר לגבי הערכים השונים שהמהירות יכולה לקחת.

במקרה של אדם שהולך, הערך של המהירות הממוצעת שלו נחשב ל -5 קמ"ש. אם אותו אדם רץ, הוא יכול להגיע למחצית המהירות הממוצעת.

ניתן להעריך את המהירות הממוצעת של רוכב אופניים חובב בסביבות 16 ק"מ לשעה, ואילו עבור רוכב אופניים מקצועי בכביש המהירות הממוצעת מגיעה לערך של 45 ק"מ לשעה.

הוריקנים בקטגוריה 1 יכולים לעלות במהירות ממוצעת של 119 קמ"ש. לבסוף, מהירות מסלולו הממוצע של כדור הארץ סביב השמש היא 107,218 קמ"ש.

הפניות

1. מהירות (nd). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 23 באפריל 2018 מ- en.wikipedia.org.
2. מהירות (nd). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 23 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
3. קילומטר לשעה (נה). בוויקיפדיה. הוחזר ב- 23 באפריל 2018 מ- es.wikipedia.org.
4. ריצ'רד פיינמן, רוברט ב 'לייטון, מתיו סנדס. הרצאות פיינמן בנושא פיזיקה.
5. אלרט, גלן. "מהירות ומהירות". ספר ההיפרטקסט של הפיזיקה. הוחזר ב- 23 באפריל 2018.