..:: FIZYKA ::..

Kinematyka

Część VI
Prędkość średnia i chwilowa

We wcześniejszym temacie próbowaliśmy zrozumieć jak można zdefiniować szybkość . Czyniliśmy to dla najprostszego przypadku, w którym ciało porusza się po linii prostej przebywając w jednakowych przedziałach czasu równe sobie odcinki drogi, czyli dla ruchu jednostajnego prostoliniowego.

Prędkość średnia

Teraz postaramy się wyjaśnić czym jest prędkość bo jest ona czymś więcej niż sama szybkość . Wyobraźmy poruszające się ciało. Ruch zawsze odbywa się w określonym kierunku (na przykład od punktu A do B). Jeżeli ruchowi możemy przypisać określony kierunek to prędkość również jest wielkością skierowaną.

Znaczy to, że prędkość posiada:

• kierunek - jest on zgodny z kierunkiem przemieszczenia (kierunek prędkości jest równoległy do kierunku przemieszczenia );
• zwrot - określa w którą stronę jest zwrócona prędkość na danym kierunku;
• wartość - która jest za razem naszą szybkością i przedstawia ją długość wektora prędkości .

Jak przyjrzymy się temu co napisaliśmy wyżej łatwo zauważymy, że prędkość opisują takie cechy jakie posiada wektor. Prędkość jest wielkością wektorową.

Dla powyższego rysunku definicję prędkości możemy zapisać następująco (pamiętamy, że każdy ruch odbywa się w jakimś przedziale czasu ).

• - prędkość jako wielkość wektorowa;
• - przemieszczenie również wielkość wektorowa;
• - przedział czasu w którym kula przemieściła się między punktami A i B.

Definicja ta pozwala nam określić z jaką prędkością średnią poruszaliśmy się dokonując naszego przemieszczenia.

Prędkość chwilowa

W praktyce bardzo często mamy do czynienia z prędkością chwilową. Intuicyjnie czujemy, że jest to taka prędkość jaką posiadamy w danej chwili ruchu (np. w momencie kiedy spoglądamy na prędkościomierz w samochodzie).

Jak możemy zdefiniować prędkość chwilową?

Odpowiedź jest bardzo prosta - podobnie jak definiujemy prędkość średnią z jednym ale. Czas obserwowanego ruchu jest jedną chwilą, czyli bardzo mały. Inaczej dążący do zera ale nie będący równy zeru . Wówczas droga jaką przebędzie ciało jest bardzo krótka, właściwie możemy powiedzieć, że ciało ma zdefiniowaną prędkość w danym punkcie ruchu.

Bliską omawianej tu sytuacji mamy przedstawioną na poniższym rysunku.

W trzech miejscach zaznaczyliśmy przemieszczenia jakich dokonało poruszające się ciało. Przemieszczenia te są bardzo małe, prawie punktowe bo były zmierzone w bardzo krótkim dążącym do zera czasie . Dzieląc wartość (długość) przemieszczenia przez ten krótki czas otrzymujemy prędkość chwilową w danym miejscu ruchu. Dla pierwszego przypadku przykład zapisu definiującego jest następujący:

Dla pozostałych dwóch miejsc możecie sami zdefiniować prędkość chwilową zgodnie z odpowiednimi oznaczeniami dla początku i końca wektorów przemieszczeń.

Koniec części VI

Jeśli masz jakieś uwagi, pytania odnośnie tego działu skorzystaj z odpowiedniego
forum KINEMATYKA

GÓRA         SZKOŁA