Hız, Hız ve İvme Denklemleri

İçerik

• TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)
• Hız için formül
• Hız için formül
• Hızlanma Denklemi
• Çevrimiçi Hesap Makineleri
• Uyarılar

Hız, hız ve ivmenin hesaplanmasını içeren problemler fizikte sıklıkla görülür. Genellikle bu problemler, trenlerin, uçakların ve otomobillerin nispi hareketlerinin hesaplanmasını gerektirir. Bu denklemler, ses ve ışık hızları, gezegensel nesnelerin hızı ve roketlerin ivmesi gibi daha karmaşık sorunlara da uygulanabilir.

TL; DR (Çok Uzun; Okumadı)

Hız, hız ve ivme için denklemler, zaman içindeki pozisyon değişikliğine bağlıdır. Ortalama hız, "hız, katedilen mesafeye (d) bölünen seyahat süresine (t)" veya ortalama hız = d ÷ t değerine eşittir. Ortalama hız, bir yöndeki hıza eşittir. Ortalama ivme (a), hız değişiminin zaman aralığına (Δt) veya a = Δv ÷ Δt'ye bölünerek hızdaki (changev) değişime eşittir.

Hız için formül

Hız, belli bir süre boyunca kat edilen mesafeyi ifade eder. Hız için yaygın olarak kullanılan formül, anlık hızdan ziyade ortalama hızı hesaplar. Ortalama hız hesaplaması tüm seyahatin ortalama hızını gösterir, ancak anlık hız seyahatin herhangi bir anındaki hızı gösterir. Bir araç hız göstergesi anlık hızı gösterir.

Ortalama hız, katedilen toplam mesafeyi kullanarak, genellikle d olarak kısaltılır, bu mesafeyi almak için gereken toplam süreye bölünür, genellikle t olarak kısaltılır. Bu nedenle, bir otomobilin toplam 150 km'lik bir mesafe boyunca seyahat etmesi 3 saat sürüyorsa, ortalama hız 3 saatle bölünen 150 mil, ortalama saatte 50 mil (150 ÷ ​​3 = 50) olur.

Anlık hız aslında hız bölümünde tartışılacak olan bir hız hesaplamasıdır.

Hız birimleri zaman içindeki uzunluğu veya mesafeyi gösterir. Saatte mil (mil / saat veya mil), saatte kilometre (km / saat veya mil), saniye başına ayak (ft / s veya ft / sn) ve saniye başına metre (m / s) bunların tümü hızı belirtir.

Hız için formül

Hız, bir vektör değeridir, yani hızın yön içerdiği anlamına gelir. Hız, harcanan mesafeye, hareket süresine (hız) ve hareket yönüne göre bölünür. Örneğin, 12 saat içinde San Francisco'dan 1.500 kilometre doğuya doğru hareket eden bir trenin hızı 12 saat doğuya bölünmüş 1.500 km veya doğuya 125 kilometre / saat olacaktır.

Araba hızı problemine geri dönüp aynı noktadan başlayan iki aracı düşünün ve saatte ortalama 50 mil hızla seyahat edin. Bir araba kuzeye, diğer araba batıya doğru giderse, arabalar aynı yere çıkmaz. Kuzeye giden arabanın hızı 50 mil kuzey ve batıya giden arabanın hızı 50 mil batı olacaktır. Hızları aynı olsa da hızları farklıdır.

Anlık hız, tam olarak doğru olması için değerlendirme için hesap gerektirir, çünkü “anlık” yaklaşmak, zamanı sıfıra indirmeyi gerektirir. Bununla birlikte, anlık hız denklemini kullanarak bir yaklaşım yapılabilir (v_ben) uzaklıktaki (Δd) değişimin zamandaki (Δt) değişime bölünmesiyle eşit olması veya v_ben = Δd ÷ Δt. Zaman değişimini çok kısa bir zaman dilimi olarak ayarlayarak, neredeyse anlık bir hız hesaplanabilir. Bir üçgen (Δ) olan Yunanca sembolü, değişim anlamına gelir.

Örneğin, hareketli bir tren 5: 00'de 55 km doğuda ve 6: 00'da 65 km doğuya ulaşmışsa, mesafe değişikliği 1 saat gibi bir sürede 10 km doğudadır. Bu değerleri v formülüne ekleme_ben = Δv ÷ Δt v verir_ben = 10 ÷ 1 veya 10 kph doğuda (kuşkusuz bir tren için yavaş bir hız). Anlık hız 10 km / saat doğuda olacak, motor hız göstergesinde 10 km / saat olarak okunacak. Tabii ki, bir saat "anlık" değildir, ancak bir örnek teşkil eder.

Bunun yerine, bir bilim adamının bir nesnenin konum değişikliğini (Δd) 2 saniyelik bir zaman aralığında (Δt) 8 metre olarak ölçtüğünü varsayalım. Formülü kullanarak, anlık hız hesaplamaya bağlı olarak saniyede 4 metreye (m / s) eşittir._ben = Δd ÷ Δt veya v_ben = 8 ÷ 2 = 4.

Bir vektör miktarı olarak, anlık hız bir yön içermelidir. Ancak birçok sorun, nesnenin bu kısa sürede aynı yönde ilerlemeye devam ettiğini varsayar. Nesnenin yönlülüğü daha sonra göz ardı edilir; bu, bu değerin neden genellikle anlık hız olarak adlandırıldığını açıklar.

Hızlanma Denklemi

İvme için formül nedir? Araştırmalar görünüşte iki farklı denklem gösteriyor. Bir formül, Newton'un ikinci yasasından, denklem gücündeki (F) kuvvet, kütle ve ivmelenme, F = ma olarak yazılan kütle (m) çarpı ivmesi (a) ile eşittir. Bir başka formül olan ivme (a), zamandaki değişime bölünerek (Δv) hızdaki değişime eşittir, zaman içindeki hızdaki değişimin oranını hesaplar. Bu formül bir = Δv ÷ Δt yazılabilir. Hız hem hız hem de yön içerdiğinden, hızlanmadaki değişiklikler hız veya yöndeki değişikliklerden veya her ikisinden de kaynaklanabilir. Bilimde, hızlanma birimleri genellikle saniyede saniye başına metre (m / s / s) veya saniye başına metre kare (m / s) olacaktır.²).

Bu iki denklem, F = ma ve a = Δv ÷ Δt, birbirleriyle çelişmiyor. Birincisi kuvvet, kütle ve ivme arasındaki ilişkiyi gösterir. İkincisi, belli bir süre boyunca hızdaki değişime bağlı olarak ivmeyi hesaplar.

Bilim adamları ve mühendisler artan hızı pozitif hızlanma ve azalan hızı negatif hızlanma olarak belirtirler. Ancak çoğu insan, negatif hızlanma yerine yavaşlama terimini kullanır.

Yerçekimi ivmesi

Dünya yüzeyinin yakınında yerçekimi ivmesi sabittir: a = -9,8 m / s² (saniye başına metre veya saniye başına metre). Galileo'nun önerdiği gibi, farklı kütlelere sahip nesneler yerçekiminden aynı ivmelenmeyi yaşar ve aynı hızda düşer.

Çevrimiçi Hesap Makineleri

Bir çevrimiçi hız hesaplayıcısına veri girerek, ivme hesaplanabilir. Çevrimiçi hesap makineleri, hızın hızlanma ve zorlama denklemini hesaplamak için kullanılabilir. Bir ivme ve mesafe hesaplayıcısı kullanmak, hızı ve zamanı da bilmek gerektirir.

Uyarılar