Omedelbar vs medelhastighet
Velocity är ett mycket viktigt begrepp som diskuteras inom mekanik. Många egenskaper hos ett föremål, såsom kinetisk energi och viskositet, beror på föremålets hastighet. Begreppet hastighet används ofta inom områden som kinetik, kinematik, dynamik, astrofysik och till och med teknik. Det är viktigt att ha en ordentlig förståelse för begreppen momentan hastighet och medelhastighet för att kunna utmärka sig inom sådana områden. I den här artikeln kommer vi att diskutera vad momentan hastighet och medelhastighet är, deras likheter, definitionerna av momentan hastighet och medelhastighet och slutligen skillnaden mellan medelhastighet och momentan hastighet.
Vad är momentan hastighet?
Man måste först förstå begreppet hastighet, för att förstå begreppet momentan hastighet ordentligt. Hastighet är en fysisk kvantitet av en kropp. Den momentana hastigheten kan anges som objektets momentana hastighet med den riktning objektet rör sig i det ögonblicket. I Newtonsk mekanik definieras hastigheten som hastigheten för förändring av förskjutningen. Både hastighet och förskjutning är vektorer. De har ett kvantitativt värde och en riktning. Enbart det kvantitativa värdet av hastigheten kallas hastighetsmodulen. Detta är lika med objektets hastighet. Ett objekts hastighet är direkt relaterad till objektets kinetiska energi. Relativitetsteorin föreslår en mer avancerad version, som inte diskuteras här. Relativitetsteorin antyder också att den observerade massan av ett objekt ökar när objektets hastighet ökas. Ett objekts hastighet är endast beroende av förändringarna av rum-tidskoordinater för objektet. Objektets momentana hastighet är den sträcka som objektet har färdats under en oändlig liten tid. Detta betecknas matematiskt som dx/dt där x är förskjutningsvektorn. Den momentana hastigheten kan betraktas som den hastighet som objektet omedelbart känner. Den momentana hastigheten är en funktion av tiden. För ett föremål som placeras under en nettokraft ändras alltid den momentana hastigheten. För ett föremål som rör sig med en konstant hastighet är den momentana hastigheten en konstant.
Vad är medelhastighet?
Medelhastighet är medelvärdet av de momentana hastigheterna över en tidsperiod. Eftersom detta är svårt att få, används en enkel metod för att beräkna medelhastigheten. Medelhastigheten för en rörelse är den totala sträckan som föremålet tillryggalagt delat med tiden det tar för resan. Om objektets bana är en rät linje, kan en vektor för medelhastigheten enkelt erhållas. En annan metod för att erhålla medelhastigheten är att integrera den momentana hastigheten med avseende på tiden för resan. Detta ger den sträcka som föremålet tillryggalagt. Genom att dividera denna kvantitet med tiden det tar för resan kan medelhastigheten beräknas.
Vad är skillnaden mellan medelhastighet och momentan hastighet?
• För en given resa är den momentana hastigheten en funktion av tiden, men medelhastigheten är en konstant.
• Vektorn för medelhastigheten är alltid i riktningen för förskjutningen. Därför är medelhastigheten banoberoende, men den momentana hastighetsvektorn beror på den väg som tas.
