Як знайти швидкість. Поняття про фізичну величину і формула

З огляду на те що така фізична величина, як швидкість, фігурує в багатьох задачах, що мають зв`язок з розділами механіки (а саме кінематикою і динамікою), питання "як знайти швидкість " є досить актуальним. І ця тенденція буде зберігатися далі, оскільки питання перебування швидкості (хоч вона буде початкової, хоч кінцевої, хоч миттєвої, яка є узагальненою варіацією цих двох швидкостей) залишиться актуальним ще надовго. А раз так, то слід дізнатися про швидкість як фізичної величиною все, що стане в нагоді в подальшому для вирішення завдань.

Відео: Фізика переміщення, швидкість і прискорення Графік руху 2016

Де згадується швидкість тіла?

Насправді, в реальному світі ми стикаємося зі швидкістю щосекунди. Якщо так подумати, на Землі постійно щось та знаходиться в русі. Ви можете спробувати заперечити, обмежившись, наприклад, межами своєї кімнати. Тобто, на думку деяких людей, вночі в кімнаті нічого не рухається. Ліжка, шафи, стільці, стіл і інші предмети знаходяться на своїх місцях, в той час як сама людина спить, тобто не рухається.

Отже, швидкість будь-якого елементу даної системи (кімнати, як ми домовилися вважати) дорівнює нулю. Так, в цьому щось є, і з одного боку, людина, який висунув таке припущення, міг мати рацію. Але не слід забувати про те, що своєрідну систему являє собою сама наша планета Земля, а не тільки предмети, які на ній знаходяться. Але ж всі ми знаємо, що щомиті Земля обертається навколо своєї осі. У цій системі відліку всі тіла, що знаходяться в межах планети, також здійснюють рух. Тому говорити про те, що предмет, який, здавалося б, не рухається, знаходиться в абсолютному спокої, не можна. Це перше, що потрібно було б сказати про швидкість тіла.

Відео: Фізика 13. Формула розрахунку швидкості. Визначення вектора швидкості - Академія цікавих наук

З дитячої лави ми вчимося вирішувати багато завдань не тільки фізичного, а й математичного характеру. Їх в даний час не так багато, і ставка робиться більше на гуманітарні дисципліни на зразок іноземної мови, хоча вони не повинні викладатися на шкоду рідної мови і технічних дисциплін. Але мова трохи не про це. Так ось, поняття швидкості тіла ми можемо зустріти не тільки в задачах з фізики, хоча там вона зустрічається, мабуть, найбільш часто. Дещо рідше, але все ж фігурує швидкість тіла і в завданнях з математики.

Напевно всі пам`ятають ці жахливо ненависні (в більшості випадків) завдання, в яких потрібно знайти, через скільки часу зустрінуться два автомобіля, якщо вони рухаються з такими-то швидкостями. Умови при цьому можуть бути самі різні. Те рух відбувається по круговій траєкторії (спортсмени на велосипедах або мотоциклах), то по прямолінійній траєкторії. Загалом, завдань безліч. І як би там не було, а наше завдання полягає в тому, щоб зрозуміти, що потрібно робити, зіткнувшись з питанням про те, як знайти швидкість в тому чи іншому випадку.

Швидкість у фізиці

Відео: Фізика 16. Формула тиску твердих тіл - Академія цікавих наук

Нерідко учні, які вперше (а можливо і повторно) знайомляться з азами (можна їх так назвати) кінематики, задаються питанням про те, як знайти початкову швидкість. Це дійсно важливо, оскільки безліч завдань з першої частини матеріалів, які пропонуються учневі для самостійного рішення на іспиті в 9 і 11 класі, мають на меті знаходження початкової швидкості або величин, будь-яким чином пов`язаних з нею.

Та й взагалі, хотілося б відзначити, що в певних випадках знання формул кінематики (в тому числі і формули початкової швидкості при відповідному виді руху) допоможе вирішити навіть завдання з останньої частини. Зрозуміло, на відповідну тему. Отже, як знайти початкову швидкість в задачах з фізики? Давайте згадаємо, які формули даються в розділі кінематики для використання їх в цілях знаходження невідомих величин.

види руху

Відео: Переклад фізичних величин

Як відомо, рух може бути рівномірним, а може бути рівноприскореному (равнозамедленно). Якщо з назви зрозуміло, які відмінності всіх цих трьох видів руху, то спробуємо пояснити більш конкретно. Рівномірним рухом називається рух, здійснюване при постійній швидкості тіла або матеріальної точки. У той же час рівноприскореному рухом називається рух, здійснюване при наявності постійного прискорення. Равнозамедленно рух - аналог равноускоренного, тільки прискорення при цьому буде негативним.

На ділі все виглядає так. При рівномірному русі є постійна швидкість, але прискорення відсутня. Воно дорівнює нулю. Тіло при цьому за однакові проміжки часу буде проходити однакові відстані (якщо відповідні умови не змінюються, немає ніяких зовнішніх впливів). Про які впливах йдеться? На папері все виглядає ідеально. Подивилися на швидкість, подивилися на дистанцію, знайшли час. Ось з цих трьох параметрів - час, швидкість, відстань - складається своєрідний рівносторонній трикутник, на якому будуються багато завдань.

нюанси

На ділі ж уявімо, що є дві ділянки дороги. Один рівний, інший з невеликими горбками. Швидкість у автомобіля нехай буде та ж сама, але за рахунок опору за один і той же проміжок часу він пройде на другій ділянці дороги відстань меншу, ніж на першому. Однак це вже завдання більше з категорії динаміки, де розглядаються причини, що викликають рух тіла. До речі, логічно, що при рівномірному русі його кінцева і початкова швидкість збігаються один з одним, а також з миттєвою швидкістю.

При рівноприскореному русі все буде трохи інакше. Буде присутня позитивне прискорення, воно буде постійним. Але внаслідок присутності прискорення швидкість буде щомиті змінюватися. У зв`язку з цим питання про те, як знайти швидкість в певний момент часу при наявності прискорення в системі, стає актуальним. Для цього існують певні формули.

Як знайти швидкість?

Щоб знайти швидкість тіла в певний момент часу, знайти початкову швидкість або кінцеву, необхідно для початку розібратися з типом руху. Якщо воно рівномірне, то все досить просто. Для того щоб знайти швидкість в цьому випадку, слід просто поділити пройдене тілом відстань на минулий час. Це і буде відповідь. Трохи складніша справа в тому випадку, якщо рух равноускоренное або равнозамедленно.

Припустимо, що тіло протягом деякого періоду часу прискорюється. Ось одна з формул, яка може бути застосована до задачі подібного роду: S = V0t + (-) at ^ 2/2. У вираженні в якості результату (ліва частина рівняння) зазначено пройдене тілом відстань. У правій частині у нас зліва направо розташовується початкова швидкість, час, прискорення. Чому вказані два знака? Якщо тіло розганяється, прискорення буде позитивним, перед складовою буде ставитися знак "плюс ". Якщо прискорення негативне, перед складовою буде ставитися знак "мінус ".

Як знайти швидкість зближення?

Припустимо, що у нас є два тіла, які рухаються з відомими швидкостями. У загальному вигляді нехай це буде V1 і V2. Тоді швидкість їх зближення буде дорівнює модулю різниці. Тобто V1 - V2, взяте зі знаком "плюс ". Модуль береться для того, щоб не вдаватися в векторні нюанси, тобто не працювати з напрямком швидкостей, оскільки швидкість, як і прискорення, - величина не скалярная, а векторна. Але ускладнення в шкільній програмі ні до чого (по крайней мере, подібні), тому застосовується модуль.