Ero hetkellisen ja keskimääräisen nopeuden välillä

Hetkellinen vs. keskimääräinen nopeus
 

Nopeus on erittäin tärkeä käsite, josta keskustellaan mekaniikassa. Kohteen monet ominaisuudet, kuten kineettinen energia ja viskositeetti, riippuvat kohteen nopeudesta. Nopeuden käsitettä käytetään laajalti muun muassa kinetiikassa, kinematiikassa, dynamiikassa, astrofysiikassa ja jopa tekniikassa. On välttämätöntä, että ymmärrät hetkellisen nopeuden ja keskimääräisen nopeuden käsitteet oikein, jotta selviäisimme tällaisista kentistä. Tässä artikkelissa aiomme tarkastella mitä hetkellinen nopeus ja keskimääräinen nopeus ovat, niiden yhtäläisyydet, hetkellisen nopeuden ja keskimääräisen nopeuden määritelmät ja lopuksi keskimääräisen nopeuden ja hetkellisen nopeuden välinen ero.

Mikä on hetkellinen nopeus??

Ensin on ymmärrettävä nopeuden käsite, jotta voidaan ymmärtää hetkellisen nopeuden käsite oikein. Nopeus on ruumiin fyysinen määrä. Hetkellinen nopeus voidaan antaa kohteen hetkellisenä nopeutena suunnan kanssa, jolla kohde liikkuu sillä hetkellä. Newtonin mekaniikassa nopeus määritellään siirtymän muutosnopeudeksi. Sekä nopeus että siirtymä ovat vektoreita. Heillä on määrällinen arvo ja suunta. Pelkästään nopeuden kvantitatiivista arvoa kutsutaan nopeusmoduliksi. Tämä on yhtä suuri kuin kohteen nopeus. Kohteen nopeus liittyy suoraan kohteen kineettiseen energiaan. Suhteellisuusteoria ehdottaa edistyneempää versiota, jota ei käsitellä tässä. Suhteellisuusteoria ehdottaa myös, että havaittu kohteen massa kasvaa, kun kohteen nopeutta lisätään. Kohteen nopeus riippuu vain kohteen tila-aika-koordinaatin muutoksista. Kohteen hetkellinen nopeus on etäisyys, jonka esine on kulkenut äärettömän pienessä ajassa. Tätä merkitään matemaattisesti nimellä dx / dt, missä x on siirtymävektori. Hetkellistä nopeutta voidaan pitää nopeutena, jonka esine heti tuntee. Hetkellinen nopeus on ajan funktio. Nettovoiman alaisena olevan esineen hetkellinen nopeus muuttuu aina. Kohteella, joka liikkuu vakionopeudella, hetkellinen nopeus on vakio.

Mikä on keskimääräinen nopeus??

Keskimääräinen nopeus on hetkellisen nopeuden keskiarvo tietyn ajanjakson ajan. Koska tätä on vaikea saada, keskimääräisen nopeuden laskemiseksi käytetään helppoa menetelmää. Liikkeen keskimääräinen nopeus on esineen kokonaismatka jaettuna matkalle kuluneella ajanjaksolla. Jos kohteen polku on suora, suoraa keskimääräistä nopeutta varten voidaan saada vektori. Toinen menetelmä keskimääräisen nopeuden saamiseksi on integroida hetkellinen nopeus suhteessa matkan aikana. Tämä antaa kohteen kuljettaman matkan. Keskimääräinen nopeus voidaan laskea jakamalla tämä määrä matkalle kuluneella ajanjaksolla.