Брзина

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на: содржини, барај
Брзина
US Navy 040501-N-1336S-037 The U.S. Navy sponsored Chevy Monte Carlo NASCAR leads a pack into turn four at California Speedway.jpg
Како се менува насоката, додека автомобилите се на кружна патека, и нивната брзина се менува, не е константна.
Симболи
v, v
SI-единица m/s

Брзината на објектот е стапката на промена на својот став во однос на референтна рамка, и е функција на времето. Брзина е еднаква на спецификација на својата брзина и правец на движење (на пример, 60 km / h на север). Брзина е важен концепт во кинематика, филијалата на класичната механика кој го опишува движењето на телата.

Брзина е физичка количина вектор; и двете се потребни за големината и насоката да го дефинираат. Скаларен апсолутна вредност (големината) на брзина се нарекува "брзина", како една кохерентна добиени единица која количина се мери во (метрички) систем SI како метри во секунда (m / s) или како СИ базата на (m⋅ s-1). На пример, "5 метри во секунда" е скаларна, додека "5 метри во секунда исток" е вектор.

Ако постои промена во брзината, насоката или и двете, тогаш објектот има брзина се менува и се вели дека е во процес на забрзување

Брзината на објектот е стапката стапката на промена на својот став во однос на референтна рамка, и е функција на времето. Брзина е еднаква на спецификација на својата брзина и правец на движење (на пример Шаблон:Вредност на север). Брзина е важен концепт во кинематиката, дел од класичната механика кој го опишува движењето движење на телата.

Брзина е физичка вектор количина; и големината и насоката се потребни да ја дефинираат. скаларна апсолутна вредност (големина) на брзина се нарекува "брзина", добиена количина како една кохерентна единица која се мери во SI (метрички) систем метри во секунда (m/s) или SI база на (m⋅s−1). На пример, "5 метри во секунда" е скаларна, додека "5 метри во секунда истична" е вектор.

Ако постои промена во брзината, насоката или и двете, тогаш објектот ја менува брзина и се вели дека е во процес на забрзување забрзување.

Постојана брзина спрема забрзување[уреди | уреди извор]

За да имаат постојана брзина, објектите мора да има постојана брзина во постојана насока. Постојаната насока го ограничува објектот на движење по вистинскиот пат, на тој начин, постојана брзина значи движење во права линија со константна брзина.

На пример, автомобил кој се движи со константна брзина од 20 километри на час на кружна патека има постојана брзина, но нема постојана брзина, бидејќи неговата насока трпи промени. Оттука, автомобилот се смета дека е во процес на забрзување.

Разлика помеѓу брзината и брзина[уреди | уреди извор]

Брзина опишува само колку брзо се движи објектот, со оглед на брзината дава и колку брзо и во која насока објектот се движи. Ако за автомобил се вели дека патува со брзина од 60 km / h, определена е неговата брзина. Меѓутоа, ако за автомобилот се вели дека се движи со брзина од 60 km / h на север, сега одредена е нејговата брзина.

Голема разлика може да се забележи кога следиме движење околу кругот. Кога нешто се движи во круг и се враќа на почетна точка, неговата просечна брзина е нула, но неговата просечна брзина е поделбата на обемот на кругот со времето потребно за да се движи околу кругот. Тоа е затоа што просечната брзина е пресметана само со оглед на поместување помеѓу почетната и крајот, а просечна брзина смета само вкупното растојание.

Равенка на движење[уреди | уреди извор]

Crystal Clear app xmag.svg Главна статија: „Равенка на движење.

Просечната брзина[уреди | уреди извор]

Брзина се дефинира како стапка на промена на својот став во однос на времето, која исто така може да биде наведена како моментална брзина за да се нагласи разликата од просечната брзина. Во некои апликации "просечната брзина" на објектот можеби ќе биде потребна, така да се каже, да ги обезбеди добиените поместување на постојаната брзина како променлива брзина во ист временски интервал, v (t), во текот на одреден временски период Δt . Просечната брзина може да се пресмета како:

Просечната брзина е секогаш помала или еднаква на просечната брзина на објектот. Ова може да се види при реализирање, додека растојанието секогаш стрикно се зголемува, поместувањето може да се зголеми или намали, се додека ја менува својата насока.

Во смисла на зафатнина работно време (x vs. t) Графика, моментална брзина (или, едноставно, брзина) може да се смета за наклонот на тангентата на кривата на која било точка, а просечната брзина како патека на секанс линија помеѓу две точки, т координира еднаква на границите на рокот за просечната брзина.

Просечната брзина е иста како и на брзината на просечното време - може да се каже, просечно броено време , кое може да се пресмета како време составено во брзината:

каде што може да се идентификуваат

и

Mоментална брзина[уреди | уреди извор]

Графички приказ на брзина во однос на времето, како и односот помеѓу брзината V на y-оската, забрзувањето a (трите зелени тангентни линии претставуваат вредностите за забрзување на различни точки по должината на кривата) и поместување s (жолта површина под сината крива.)

Ако ги земеме предвид V како брзина и X како поместување (промена на позиција) вектор, тогаш може да ја искажат (моменталната) брзината на честички или објекти, во секое посебно време t, како производ на позицијата во однос на времето

Од овој производ на равенка, во едно-димензионален случај може да се види дека на тоа подрачје во рамките на брзината во однос на времето (v vs. t график) е поместување, х. Во смисла на анализата , интеграл на функцијата брзина В (t) е поместувањето функција x (T). Во бројка, тоа одговара на жолтата површината под кривата означена со s (s е алтернативна нотација за поместување).

Од производот на позицијата во однос на времето која дава промена во позицијата (во метри) поделено со промена на време (во секунди), брзината се мери во метри во секунда (m / s). Иако концептот на моментална брзина може се на прв поглед да изгледа контра-интуитивно, може да се смета за брзината, дека објектот ќе продолжи да се движи и ако престанува забрзување во тој момент.

Односи на забрзувањето[уреди | уреди извор]

Иако брзинаta се дефинира како стапка на промена на позицијаta, тоа вообичаено може да се започне со изразот на објектот за забрзување . Како што се гледа од сликата на трите зелени линии на сликата, моменталното забрзување на објектот во една точка во времето на патеката на тангентата на кривата на (Шаблон:Математика Шаблон:Наспроти математика графиконот во тој момент, со други зборови, забрзувањето се дефинира како дериват на брзината во однос на времето.:

Од таму, може да се добие израз за брзина како област на забрзување во однос на времето (Шаблон:Математика Шаблон:Наспроти математика) графиконот. Како и погоре, ова е направено со помош на концептот на интеграли:

Постојано забрзување[уреди | уреди извор]

За посебен случај на постојана забрзување, брзина може да се изучува со користење на равенки на движење. Со оглед на 'на' за еднакви со некои произволни постојана вектор, лесно е да се покаже дека

со v како брзина на времето t и u као забрзување во време t = 0. Со комбинирање на оваа раенка со равенката x = ut + at2/2, можно е да се прикажат поместувањата и просечната брзина со

.

Исто така е можно да се изведе израз за независна брзината на време, познат како торикели равенка, како што следува:

каде што v = |v| и др.

Горенаведените равенки важат и за Њутновата механика и специјалниот релативитет. Каде Њутновата механика и специјалната релативност се разликуваат во тоа како различни набљудувачи би ја опишале иста ситуација. Конкретно, во Њутновата механика, сите експерти се согласуваат вредноста на t при правилно трансформирање на позиција да се создаде ситуација во која не-забрзувањето сите набљудувачи би го опишале забрзувањето на објектот со истите вредности. Ниту едно не е точно за специјалениот релативитет. Со други зборови, само релативната брзината може да се пресмета.

Количините кои се зависни од брзината[уреди | уреди извор]

Кинетичката енергија на движење на објект зависи од неговата брзина и е дадена со равенката

игнорирајки го специјалниот релативитет, каде што Ek е кинетичка енергија и m е масата. Кинетичка енергија е производ што зависи од квадратот на брзината, поврзани со количеството, интензитетот, е вектор и е утврдено со:

Кај специјалениот релативитет, бездимензионалниот Лоренц Фактор се појавува често, и е дадена со

каде γ е фактор Лоренц и C е брзината на светлината.

Излезна брзина е минималната брзина на балистички објект кој треба да излезе од масивно тело како Земјата. Тоа претставува кинетичката енергија што, кога се додава на гравитациска потенцијална енергија на објектот, (кој е секогаш негативен) е еднаков на нула. Општата формула за излезна брзина на објект од далечина R од центарот на планета со маса "'M' 'е:

каде што G е гравитациска константа и g е гравитационото забрзување. Излезната брзина од површината на Земјата е околу 11 200 m/s, и без разлика на насоката на објектот.

Релативна брзина[уреди | уреди извор]

Crystal Clear app xmag.svg Главна статија: „Релативна брзина.

Релативна брзина е мерење на брзина помеѓу два предмети кои се определени (поставени) во еден координатен систем. Релативната брзина е од фундаментално значење во класичната и модерната физика, бидејќи многу системи во физиката се поврзани со релативно движење на два или повеќе предмети. Во Њутновата механика, релативната брзина е независна од избраниата внатрешна референтна рамка. Ова не е случај со специјалниот релативитет кај кој брзината зависи од изборот на референтна рамка.

Ако предметот A се движи со брзина вектор v и предметот B со вектор на брзината w, тогаш брзината на предметот A во однос на предметот B е дефиниран како разлика на двете брзини помеѓу векторите:

Слично на релативната брзина на предметот B кој се движи со брзина w, во однос на предметот A кој се движи со брзина v е:

Обично внатрешната рамка во која се избрани двата споменати предмети е во мирување.

Скаларни брзини[уреди | уреди извор]

Во едно димензионалните случиаи,[1] брзините се скалари и равенката е:

, ако двата објекти се движат во спротивни насоки, или:
, ако двата предмети се движат во иста насока.

Поларни координати[уреди | уреди извор]

Во поларни координати, две-димензионалната брзина е опишана од страна на радијалната брзина, дефинирана како компонента на брзина далеку од или кон основата (исто така познат како velocity made good), или како аголна брзина, за која вредност на ротацијата на основата (со позитивни вредности претставува ротација во спротивен правец на стрелките на часовникот, а со негативни количини претставува ротација во правец на стрелките на часовникот, во десен координатен систем).

Радијалната и аголната брзина може да се добијат од Декартовата брзина и поместување на векторите со разложување на векторот на брзината во радијални и трансверзални компоненти. Трансверзалните брзини се компонента на брзината долж кругот поставен на основата.

каде

е трансверзална брзина
е радијална брзина.

Големината на радијалната брзина е производ на векторот на брзината и на едининечен вектор во насока на поместувањето.

каде

е поместување.

Големината на трансверзалната брзина е производ на единечен вектор во насока на поместување и векторот на брзината. А исто така е и производ на аголна брзина и големината на поместување.

така што

Аголниот момент во скаларен облик претставува временската дистанца до основното време на трансверзалната брзина, или еквивалентно, на временското растојание на аголната брзина на квадрат. Знакот за аголниот момент е ист како и за аголна брзина.

каде

е маса

Изразот познат како момент на инерција. Ако силите во радијалната насока се со обратна квадратна зависност, како и во случај на гравитациа во орбитата, аголниот момент е постојан, а трансверзалната брзината е обратно пропорционална на далечината, додека аголната брзина е обратно пропорционална на далечина на квадрат, и вредноста чија област на поместување е постојана. Овие односи се познати како законите на Кеплер за планетарното движење.

Поврзано[уреди | уреди извор]

Белешки[уреди | уреди извор]

Наводи[уреди | уреди извор]

  • Robert Resnick and Jearl Walker, Fundamentals of Physics, Wiley; 7 Sub edition (June 16, 2004). ISBN 0-471-23231-9.

Надворешни врски[уреди | уреди извор]