Công thức cho Vận tốc là gì?

Jan 06 2022
Nhiều người bị nhầm lẫn giữa tốc độ và vận tốc. Không có gì ngạc nhiên vì các thuật ngữ thường được sử dụng thay thế cho nhau. Nhưng chúng không hoàn toàn giống nhau. Vậy làm thế nào để bạn tìm được vận tốc của một vật?
Khi bạn tính toán vận tốc, bạn đang xác định tốc độ của một vật thể di chuyển từ vị trí ban đầu, đối với hệ quy chiếu và hàm số của thời gian. Điều đó có nghĩa là vận tốc của một vật sẽ bằng vận tốc và hướng chuyển động của vật đó. petrroudny43 / Shutterstock /

Chúng ta có thể chỉ trích vé chạy quá tốc độ như một công cụ an toàn công cộng (và một nguồn thu của thành phố ), nhưng có lẽ các quan chức thực thi pháp luật nên nghĩ đến việc đổi tên chúng thành "vé tốc độ".

Cho phép chúng tôi thực hiện trường hợp của chúng tôi. Bạn thấy đấy, trong khi hai khái niệm có liên quan với nhau, tuy nhiên, các từ "tốc độ" và "vận tốc" không dùng để chỉ cùng một thứ.

Vận tốc, xác định

Tốc độ là tổng quãng đường mà một đối tượng di chuyển trong một khoảng thời gian cụ thể.

Velocity thêm một cái gì đó khác vào cuộc trò chuyện. Là cái mà các nhà vật lý gọi là " đại lượng vectơ ", vận tốc kết hợp cả độ lớn và hướng. Mặt khác, tốc độ là một "đại lượng vô hướng", một hiện tượng liên quan đến độ lớn - nhưng không liên quan đến hướng .

Michael Richmond, Tiến sĩ, giáo sư tại Trường Vật lý và Thiên văn thuộc Viện Công nghệ Rochester, đã định nghĩa vận tốc là "tốc độ mà độ dịch chuyển thay đổi theo thời gian."

Phủ đất

Điều gì, cầu nguyện cho biết, là "sự dời chỗ?" Về cơ bản, điều này đánh dấu sự thay đổi của một đối tượng về vị trí hoặc sự khác biệt giữa nơi bắt đầu vật lý và nơi nó kết thúc.

Lưu ý rằng sự thay đổi vị trí của một vật không phải lúc nào cũng bằng quãng đường mà vật đó đi được. Điều đó nghe có vẻ phản trực giác, nhưng chúng tôi hãy chịu đựng.

Chạy một vòng trong một vòng tròn dài 8 foot (2,4 mét) hoàn hảo và bạn sẽ đi được khoảng cách 8 foot.

Tuy nhiên , bạn cũng sẽ quay trở lại điểm xuất phát ban đầu của mình. Vì vậy, điều đó có nghĩa là độ dịch chuyển của bạn sẽ bằng 0 feet (tức là 0 mét), mặc dù bạn đã đi một khoảng cách lớn hơn .

Học bằng ví dụ

Đã đến lúc cho một giả thuyết khác.

Giả sử bạn đang ở phòng tập thể dục để nói chuyện nhỏ. Nếu một người bảo trợ khác nói với bạn "Gary đã chạy nước rút 39,3 feet (12 mét) trong ba giây hôm nay", họ sẽ cung cấp cho bạn tốc độ của anh ấy , nhưng không phải vận tốc của anh ấy .

Để tính toán vận tốc của Gary, chúng tôi cần thêm thông tin.

Nếu người bạn tập thể dục của chúng tôi nói, "Gary đã chạy nhanh 39,3 feet (12 mét) về phía tây trong ba giây hôm nay", thì chúng ta sẽ biết về hướng di chuyển của anh ấy và có một khởi đầu tốt.

Công thức tính vận tốc của một vật như sau:

v = d / t

Ở đây, các chữ cái "v," "d" và "t" lần lượt biểu thị "vận tốc", "độ dời" và "thời gian". Nói cách khác, vận tốc = độ dời chia cho thời gian .

Khi sử dụng công thức này, điều quan trọng là phải đo độ dịch chuyển bằng mét và thời gian tính bằng giây. Để đơn giản hơn, hãy giả sử rằng ông già Gary đã chạy về phía tây theo một đường thẳng hoàn toàn dài 12 mét (32,8 foot), do đó độ dịch chuyển của ông bằng quãng đường ông đã đi.

Chúng tôi cũng biết rằng anh ấy đã mất ba giây để lấp đầy khoảng cách giữa điểm xuất phát và điểm kết thúc của mình.

Do đó, khi chúng tôi cắm các số vào, chúng tôi nhận được điều này:

v = 12/3

Ergo, Gary đi về hướng tây có vận tốc trung bình là 4 mét / giây (13,12 feet / giây).

(Phrasing vấn đề ở đây. Tất cả những gì chúng tôi đã làm là tính toán vận tốc trung bình của Gary; chúng tôi chưa đề cập đến chủ đề vận tốc tức thời , một hiện tượng đặt độ xoắn của chính nó vào công thức được chia nhỏ ở trên.)

Đóng các bình luận

Bây giờ ... về cái gọi là vé "quá tốc độ". Nếu bạn đã từng nhận được một chiếc, thì hướng mà chiếc xe của bạn đang đi vào thời điểm đó chắc hẳn là một yếu tố quan trọng. Có ý thức hay không, đó là điều mà cả bạn và cảnh sát đều cân nhắc.

Biết điều gì tệ hơn việc lái xe quá nhanh? Lái xe quá nhanh theo hướng bất hợp pháp . (Hãy xem xét đường một chiều. Hoặc thậm chí đường hai làn xe buộc người lái xe ở một bên phải đi với tốc độ chậm hơn.)

Vì vậy, vâng, với tất cả những gì chúng ta đã học được ngày hôm nay, chúng tôi nghĩ bạn có thể đặt ra trường hợp rằng "vé chạy quá tốc độ" thực sự nên được gọi là "vé vận tốc". Hoặc một cái gì đó tương tự. Chuc moi nguoi ngu ngon.

BÂY GIỜ ĐÓ LÀ SỰ QUAN TÂM

Các đại lượng vô hướng nổi tiếng khác bao gồm nhiệt độ, khối lượng và chiều dài - không đại lượng nào liên quan đến định hướng. Oh, nhưng lực lượng? Đó hoàn toàn là một đại lượng vectơ.

Xuất bản lần đầu: Ngày 5 tháng 1 năm 2022