Come trovare la velocità media

Cos'è Velocity

La velocità è definita come la velocità del cambiamento di spostamento. Può anche essere descritto come lo spostamento effettuato in un tempo unitario. Lo spostamento è un vettore: quindi, la sua variazione temporale è anche un vettore. La velocità può essere misurata in due metodi di base, noti come velocità media e velocità istantanea.

La velocità istantanea è la velocità di una particella o di un corpo in un istante o una quantità infinitamente piccola di tempo. Prendi in considerazione un'auto che si muove su una strada accidentata. L'irregolarità della strada fa cambiare il tasso di spostamento dello spostamento da un istante all'altro. Pertanto, la velocità mostrata nel tachimetro dell'auto è vera solo per il momento in cui è stata visualizzata. Il momento successivo potrebbe essere un altro valore.

Cos'è la velocità media

In termini di base, la velocità media è la media delle velocità in un determinato periodo. Tuttavia, può essere interpretato in molti modi e porta a molte derivazioni. In generale, possiamo considerare la velocità media come la velocità costante alla quale lo stesso spostamento può essere effettuato entro un dato tempo per un particolare movimento. Considera uno sprint di 100 metri. Un corridore stava aumentando la sua velocità all'inizio, e da allora in poi, mantiene la sua velocità per gran parte della corsa e tenta di accelerare di nuovo alla fine. Pertanto, la velocità non è costante durante l'intero periodo della gara. Tuttavia, è possibile trovare un valore, che consente al corridore di completare la gara nello stesso intervallo di tempo, ma con una velocità costante. Questa velocità può essere indicata come la velocità media del corridore.

Come calcolare la velocità media

 Usando la definizione della velocità, può essere espressa matematicamente come,

v trovato usando la formula sopra è la velocità media V_AVG entro il tempo Δt. Quando Δt diventa piccolo (Δt → 0), v diventa la velocità istantanea.

Supponiamo che lo spostamento finale sia stato effettuato in due movimenti successivi dall'oggetto in direzioni opposte (modo avanti e dopo indietro). Quindi l'espressione sopra può essere modificata in

Dove X_io è lo spostamento nella fase intermedia.

Questo risultato può essere esteso a qualsiasi numero di movimenti più piccoli.

I risultati sopra indicati sono indipendenti dall'accelerazione sperimentata dall'oggetto. Considerare ora il movimento di un oggetto con accelerazione costante.

Se l'accelerazione è costante e la velocità iniziale è  v₁ e la velocità finale è v₂, quindi la velocità media è data da 

Come trovare la velocità media - Esempi 

1. Una macchina percorre 2 km a nord e poi si sposta verso sud per altri 4 km. Se l'intero viaggio impiega 15 minuti, trova la velocità media della macchina durante il viaggio. Il viaggio è stato fatto in due parti. Dopo i 15 minuti, lo spostamento finale è 2 km a sud del punto di partenza. Pertanto, la velocità media è data da

2. Un corridore completa uno sprint di 100 metri in 9,8 secondi. Trova la velocità media del corridore.

             

3. Un treno passa una stazione a 12 km / h^-1 e dopo un'ora passa un'altra stazione. Se il treno accelerava costantemente e aveva una velocità di 48 km / h^-1 quando si passa la seconda stazione, qual è la velocità media del treno nell'ora?