Okamžitá rychlost: koncept, výpočetní vzorec, doporučení pro zjištění

Rychlost ve fyzice znamená rychlost pohybu objektu (materiálový bod) ve vesmíru. Tato hodnota může být odlišná: lineární, úhlová, průměrná, kosmická a dokonce i superluminální. Mezi všemi existujícími odrůdami je také okamžitá rychlost. Jaká je tato hodnota, jaký je její vzorec a jaké kroky jsou nezbytné pro jeho výpočet - to je přesně to, co bude popsáno v tomto článku.

Okamžitá rychlost: podstatu a koncept

Určení rychlosti pohybu objektu podél přímky je známo i žákovi počátečních tříd: stačí pokrýt vzdálenost, kterou uběhl čas, který byl použit na takový pohyb. Je však třeba pamatovat na to, že takto získaný výsledek umožňuje posoudit střední hodnota. Pokud se objekt pohybuje nerovnoměrně, pak se v určitých částech cesty může rychlost pohybu výrazně lišit. Proto je někdy nutné takové množství jako okamžitá rychlost. Umožňuje vám posoudit rychlost pohybu materiálu v každém okamžiku pohybu.

Okamžitá rychlost: výpočetní vzorec

Tento parametr se rovná limitu (označený limit, zkratka lim) poměru posunutí (rozdílu souřadnic) k časovému intervalu, pro který tato změna nastala, za předpokladu, že tento časový interval má tendenci k dosažení nuly. Tato definice může být zapsána ve tvaru následujícího vzorce:

v = Delta-s / Delta-t pro Delta-t → 0 nebo tak v = lim _{Delta-t → 0} (Delta-s / Delta-t)

Všimněte si, že okamžitá rychlost je vektorové množství. Pokud se pohyb vyskytne v přímce, změní se pouze ve velikosti a směr zůstane konstantní. V opačném případě je vektor okamžitého rychlosti tangenciální vzhledem k trajektorii posunutí v každém zvažovaném bodě. Jaký je význam tohoto ukazatele? Okamžitá rychlost umožňuje zjistit, jaký pohyb bude objekt provádět za jednotku času, jestliže se od posuzovaného okamžiku pohybuje rovnoměrně a přímočaře.

Tipy

V případě jednotný pohyb neexistují žádné komplikace: stačí najít poměr vzdálenosti k času, pro který byl překonán. V tomto případě je průměrná a okamžitá rychlost těla stejná. Pokud pohyb není konstantní, pak je v tomto případě nutné zjistit velikost zrychlení a určit okamžitou rychlost v každém konkrétním časovém okamžiku. Při pohybu vertikálně působí vliv zrychlení volného pádu. Okamžitá rychlost vozidla může být stanovena pomocí radaru nebo rychloměru. Je třeba mít na paměti, že pohyb v některých částech cesty může mít negativní hodnotu. Chcete-li zjistit zrychlení, můžete použít akcelerometr nebo doplnit pohybovou funkci a použít vzorec v = v0 + a • t. Pokud se posun začíná v klidovém stavu, pak v0 = 0. Při výpočtech je třeba vzít v úvahu skutečnost, že když se tělo zpomalí (rychlost se snižuje), zrychlení bude znaménkem mínus. Pokud se objekt dopustí volný pád, okamžitá rychlost jeho pohybu se vypočte podle vzorce v = g • t. V tomto případě je počáteční rychlost také 0.