Snelheid wordt gedefinieerd als een vector meting van de snelheid en bewegingsrichting. Simpel gezegd, snelheid is de snelheid waarmee iets in één richting beweegt. De snelheid van een auto die naar het noorden rijdt op een grote snelweg en de snelheid waarmee een raket de ruimte in schiet, kunnen beide worden gemeten met behulp van snelheid.
Zoals je misschien al geraden had, is de scalaire (absolute waarde) magnitude van de snelheidsvector de snelheid van beweging. In calculus Snelheid is de eerste afgeleide van positie met betrekking tot tijd. U kunt de snelheid berekenen door een eenvoudige formule te gebruiken die snelheid, afstand en tijd omvat.
Snelheidsformule
De meest gebruikelijke manier om de constante snelheid van een object dat in een rechte lijn beweegt, heeft deze formule:
r = d / t
- r is de snelheid of snelheid (soms aangeduid als v voor snelheid)
- d is de verplaatste afstand
- t is de tijd die nodig is om de beweging te voltooien
Eenheden van snelheid
De SI (internationale) snelheidseenheden zijn m / s (meter per seconde), maar de snelheid kan ook worden uitgedrukt in afstandseenheden per tijd. Andere eenheden zijn mijlen per uur (mph), kilometers per uur (kph) en kilometers per seconde (km / s).
Snelheid, snelheid en versnelling
Snelheid, snelheid en versnelling zijn allemaal gerelateerd aan elkaar, hoewel ze verschillende metingen vertegenwoordigen. Pas op dat u deze waarden niet met elkaar door elkaar haalt.
- Snelheid, volgens de technische definitie, is een scalaire grootheid die de bewegingssnelheid per tijd aangeeft. De eenheden zijn lengte en tijd. Anders gezegd, snelheid is een maat voor de afgelegde afstand over een bepaalde tijd. Snelheid wordt vaak eenvoudig beschreven als de afgelegde afstand per tijdseenheid. Het is hoe snel een object beweegt.
- Snelheid is een vectorgrootheid die verplaatsing, tijd en richting aangeeft. In tegenstelling tot snelheid meet snelheid verplaatsing, een vectorgrootheid die het verschil aangeeft tussen de uiteindelijke en beginposities van een object. Snelheid meet afstand, een scalaire grootheid die de totale lengte van het pad van een object meet.
- Versnelling wordt gedefinieerd als een vectorgrootheid die de snelheid van verandering van snelheid aangeeft. Het heeft afmetingen van lengte en tijd in de tijd. Versnelling wordt vaak "versnellen" genoemd, maar meet echt veranderingen in snelheid. Acceleratie is elke dag te beleven in een voertuig. Je trapt op het gaspedaal en de auto versnelt, waardoor de snelheid toeneemt.
Waarom snelheid belangrijk is
Snelheid meet beweging die op de ene plaats begint en naar een andere plaats gaat. De praktische toepassingen van snelheid zijn eindeloos, maar een van de meest voorkomende redenen om snelheid te meten is om te bepalen hoe snel u (of iets in beweging) vanaf een bepaalde locatie op een bestemming aankomt.
Snelheid maakt het mogelijk om reisschema's te maken, een veelvoorkomend type natuurkundeprobleem dat aan studenten wordt toegewezen. Als een trein bijvoorbeeld om 14.00 uur Penn Station in New York verlaat. en je weet de snelheid waarmee de trein naar het noorden rijdt, je kunt voorspellen wanneer hij aankomt op South Station in Boston.
Sample Velocity Probleem
Om snelheid te begrijpen, bekijk een voorbeeldprobleem: een natuurkundestudent laat een ei van een extreem hoog gebouw vallen. Wat is de snelheid van het ei na 2,60 seconden?
Het moeilijkste deel over het oplossen van snelheid in een natuurkundig probleem zoals dit is het selecteren van de juiste vergelijking en het inpluggen van de juiste variabelen. In dit geval moeten twee vergelijkingen worden gebruikt om het probleem op te lossen: een om de hoogte van het gebouw te vinden of de afstand die het ei aflegt en een om de eindsnelheid te vinden.
Begin met de volgende vergelijking voor afstand om erachter te komen hoe lang het gebouw was:
d = vik* t + 0,5 * a * t2
waar d is afstand, vik is beginsnelheid, t is tijd, en een is versnelling (die in dit geval de zwaartekracht vertegenwoordigt bij -9,8 m / s / s). Sluit uw variabelen aan en u krijgt:
d = (0 m / s) * (2,60 s) + 0,5 * (- 9,8 m / s2) (2,60 s)2
d = -33,1 m (negatief teken geeft richting naar beneden aan)
Vervolgens kunt u deze afstandswaarde gebruiken om de snelheid op te lossen met behulp van de uiteindelijke snelheidsvergelijking:
vf = vik + a * t
waar vfis eindsnelheid, vik is beginsnelheid, een is versnelling, en t het is tijd. Je moet het oplossen voor de eindsnelheid omdat het object op weg naar beneden versnelde. Omdat het ei was gevallen en niet werd gegooid, was de beginsnelheid 0 (m / s).
vf = 0 + (-9,8 m / s2) (2,60 s)
vf = -25,5 m / s
Dus de snelheid van het ei na 2,60 seconden is -25,5 meter per seconde. Snelheid wordt meestal gerapporteerd als een absolute waarde (alleen positief), maar onthoud dat het een vectorgrootheid is en zowel richting als grootte heeft. Gewoonlijk wordt naar boven bewegen aangegeven met een positief teken en naar beneden met een negatief, let alleen op de versnelling van het object (negatief = vertragen en positief = versnellen).