Daleko nam do krytykowania mandatów za przekroczenie prędkości jako narzędzia bezpieczeństwa publicznego (i źródła dochodów gmin ), ale być może funkcjonariusze organów ścigania powinni pomyśleć o przemianowaniu ich na „bilety prędkości”.
Pozwól nam przedstawić naszą sprawę. Widzisz, chociaż te dwa pojęcia są ze sobą powiązane, słowa „prędkość” i „prędkość” nie odnoszą się jednak w fizyce do tego samego.
Zdefiniowana prędkość
Prędkość to całkowita odległość , jaką obiekt pokonuje w określonym przedziale czasu.
Velocity dodaje coś do rozmowy. Będąc tym, co fizycy nazywają „ ilością wektorową ”, prędkość obejmuje zarówno wielkość, jak i kierunek. Z drugiej strony, prędkość to „wielkość skalarna”, zjawisko, które dotyczy wielkości — ale nie kierunku .
Dr Michael Richmond, profesor na Wydziale Fizyki i Astronomii Rochester Institute of Technology, zdefiniował prędkość jako „tempo zmiany przemieszczenia w czasie”.
Pokrycie ziemi
Czym, módlcie się, jest „przemieszczenie”? Zasadniczo oznacza to zmianę pozycji obiektu lub różnicę między miejscem, w którym fizycznie się zaczął, a miejscem, w którym się kończy.
Zauważ, że zmiana pozycji obiektu nie zawsze jest równa przebytej odległości. To może zabrzmieć sprzecznie z intuicją, ale wytrzymaj z nami.
Przebiegnij jedno okrążenie w idealnym okręgu o długości 8 stóp (2,4 metra), a pokonasz dystans 8 stóp.
Jednak zatoczysz również krąg z powrotem do pierwotnego punktu początkowego. Oznacza to, że twoje przemieszczenie wyniesie 0 stóp (tj. 0 metrów), nawet jeśli przebyłeś większą odległość .
Uczenie się na przykładzie
Czas na kolejną hipotezę.
Załóżmy, że jesteś na siłowni i prowadzisz small talk. Gdyby inny klient powiedział ci: „Gary sprintował dzisiaj 12 metrów w ciągu trzech sekund”, podałby ci jego prędkość , ale nie prędkość .
Aby obliczyć prędkość Gary'ego, potrzebujemy więcej informacji.
Jeśli nasz kolega z siłowni powiedziałby: „Gary sprintował dziś 39,3 stopy (12 metrów) na zachód w trzy sekundy”, wtedy wiedzielibyśmy o jego kierunku i dobrze zaczęlibyśmy.
Wzór na obliczenie prędkości obiektu jest następujący:
Tutaj litery „v”, „d” i „t” oznaczają odpowiednio „prędkość”, „przemieszczenie” i „czas”. Innymi słowy, prędkość = przemieszczenie podzielone przez czas .
Korzystając z tego wzoru, ważne jest, aby mierzyć przemieszczenie w metrach, a czas w sekundach. Dla uproszczenia załóżmy, że stary Gary biegł na zachód po idealnie prostej linii o długości 12 metrów (32,8 stopy), więc jego przemieszczenie jest równe przebytej odległości.
Wiemy również, że zajęło mu trzy sekundy, aby pokryć lukę między jego początkowym a końcowym punktem.
Dlatego, gdy wstawiamy liczby, otrzymujemy to:
Ergo, w kierunku zachodnim Gary miał średnią prędkość 4 metry na sekundę (13,12 stóp na sekundę).
(Sformułowanie ma tutaj znaczenie. Jedyne, co zrobiliśmy, to obliczenie średniej prędkości Gary'ego; nie zajęliśmy się tematem prędkości chwilowej , zjawiska, które nadaje własny charakter powyższemu wzorowi.)
Komentarze końcowe
Teraz… o tych tzw. mandatach za przekroczenie prędkości. Jeśli kiedykolwiek go otrzymałeś, kierunek, w którym zmierzał twój pojazd, musiał być czynnikiem. Świadomie lub nie, rozważaliście to zarówno ty, jak i policjant.
Wiesz, co jest gorsze niż zbyt szybka jazda? Zbyt szybka jazda w nielegalnym kierunku . (Rozważ ulice jednokierunkowe. Lub nawet drogi dwupasmowe , które zmuszają kierowców z jednej strony do jazdy w wolniejszym tempie.)
Tak więc, biorąc pod uwagę wszystko, czego się dzisiaj nauczyliśmy, uważamy, że można by argumentować, że „mandaty za przekroczenie prędkości” powinny naprawdę nazywać się „biletami za przekroczenie prędkości”. Albo coś podobnego. Dobranoc wszystkim.
TERAZ TO CIEKAWE
Inne dobrze znane wielkości skalarne to temperatura, masa i długość — żadna z nich nie dotyczy kierunkowości. Och, ale siła? To jest całkowicie wielkość wektorowa.
Data publikacji: 5 stycznia 2022
