Ταχύτητα vs Μέση Ταχύτητα
Η ταχύτητα είναι μια πολύ σημαντική ιδιότητα που συζητείται στο πεδίο της μηχανικής στη φυσική. Η ταχύτητα ενός αντικειμένου περιγράφει πόσο γρήγορα κινείται το αντικείμενο και την κατεύθυνση της κίνησής του. Η μέση ταχύτητα περιγράφει τη συνολική αποτελεσματική ταχύτητα μιας κίνησης. Και οι δύο αυτές έννοιες είναι αρκετά βασικές και πολύ σημαντικές σε σχεδόν κάθε κλάδο της φυσικής. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τι είναι η ταχύτητα και η μέση ταχύτητα, οι ορισμοί της ταχύτητας και της μέσης ταχύτητας, οι ομοιότητές τους και τέλος η διαφορά μεταξύ ταχύτητας και μέσης ταχύτητας.
Velocity
Η ταχύτητα είναι μια φυσική ποσότητα ενός σώματος. Η στιγμιαία ταχύτητα μπορεί να δοθεί ως η στιγμιαία ταχύτητα του αντικειμένου με την κατεύθυνση που κινείται το αντικείμενο εκείνη τη στιγμή. Στη Νευτώνεια μηχανική, η ταχύτητα ορίζεται ως ο ρυθμός μεταβολής της μετατόπισης. Τόσο η ταχύτητα όσο και η μετατόπιση είναι διανύσματα. Έχουν ποσοτική αξία και κατεύθυνση. Μόνο η ποσοτική τιμή της ταχύτητας ονομάζεται μέτρο ταχύτητας. Αυτή είναι ίση με την ταχύτητα του αντικειμένου. Η μέση ταχύτητα ενός αντικειμένου είναι η διαφορά μεταξύ της τελικής και της αρχικής ταχύτητας (ξεχωριστά σε τρεις διαστάσεις) διαιρούμενη με τον συνολικό χρόνο. Η ταχύτητα ενός αντικειμένου σχετίζεται άμεσα με την κινητική ενέργεια του αντικειμένου. Στην κλασική μηχανική, η κινητική ενέργεια ενός αντικειμένου είναι το ήμισυ της μάζας πολλαπλασιαζόμενη με την ταχύτητα στο τετράγωνο (Ek=½ mv2). Η θεωρία της σχετικότητας προτείνει μια πιο προηγμένη εκδοχή, η οποία δεν συζητείται εδώ. Η θεωρία της σχετικότητας προτείνει επίσης ότι η παρατηρούμενη μάζα ενός αντικειμένου αυξάνεται όταν αυξάνεται η ταχύτητα του αντικειμένου. Η ταχύτητα ενός αντικειμένου εξαρτάται μόνο από τις αλλαγές της χωροχρονικής συντεταγμένης του αντικειμένου.
Μέση ταχύτητα
Μέση ταχύτητα είναι ο μέσος όρος των στιγμιαίων ταχυτήτων σε μια χρονική περίοδο. Δεδομένου ότι αυτό είναι δύσκολο να επιτευχθεί, χρησιμοποιείται μια πιο εύκολη μέθοδος για τον υπολογισμό της μέσης ταχύτητας. Η μέση ταχύτητα μιας κίνησης είναι η συνολική απόσταση που διανύθηκε από το αντικείμενο διαιρούμενη με το χρόνο που χρειάστηκε για το ταξίδι. Εάν η διαδρομή του αντικειμένου είναι μια ευθεία γραμμή, ένα διάνυσμα για τη μέση ταχύτητα μπορεί να ληφθεί εύκολα. Μια άλλη μέθοδος για την απόκτηση της μέσης ταχύτητας είναι η ενσωμάτωση της στιγμιαίας ταχύτητας σε σχέση με το χρόνο για το ταξίδι. Αυτό αποδίδει την απόσταση που διανύει το αντικείμενο. Διαιρώντας αυτήν την ποσότητα με το χρόνο που απαιτείται για το ταξίδι, μπορεί να υπολογιστεί η μέση ταχύτητα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της ταχύτητας και της μέσης ταχύτητας;
• Η ταχύτητα ενός αντικειμένου είναι μια στιγμιαία ιδιότητα για μια δεδομένη κίνηση, ενώ η μέση ταχύτητα αντιστοιχεί πάντα στη συνολική κίνηση μεταξύ δύο σημείων.
• Ένα αντικείμενο μπορεί να έχει τιμή για την ταχύτητα όταν η μετατόπιση είναι μηδέν, ωστόσο, η μέση ταχύτητα οποιουδήποτε αντικειμένου με μηδενική μετατόπιση είναι επίσης μηδέν.
• Το διάνυσμα της ταχύτητας βρίσκεται στη στιγμιαία διεύθυνση του αντικειμένου. Η κατεύθυνση της μέσης ταχύτητας εξαρτάται από το σημείο εκκίνησης και τη μετατόπιση του αντικειμένου. Πάντα, το διάνυσμα μέσης ταχύτητας είναι παράλληλο με το διάνυσμα μετατόπισης.
