Sådan beregnes hastigheden

Scalar hastighed, også kaldet hastighed, foranstaltninger hvor hurtigt

noget er i bevægelse på et bestemt tidspunkt. Hvis du allerede har set hastighedsmåleren på en bevægelig bil, har du allerede set en hastighedsmåling i praksis - jo længere nålen bevæger sig, desto højere er køretøjets hastighed. Der er nogle forskellige måder at beregne hastighed på afhængigt af de tilgængelige oplysninger. Til generelle formål, ligning hastighed=Dist.tid{ display {{Speed}} = { frac { dist}} {Time}}}(eller Δs=dd{ displaystyle Delta s = { frac {d} {d}}}) er normalt den enkleste måde at beregne skalarhastigheden på.

trin

Metode 1
Brug af standardhastighedsligningen

Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 1
1
Beregn forskydningen, som objektet rejste. Den grundlæggende ligning, som de fleste mennesker bruger i denne beregning, er ret nem at bruge. Det første du bør vide er hvor langt har objektet flyttet. Med andre ord, hvad er afstanden mellem udgangspunktet og slutpunktet?
  • Det vil være lettere at forstå ligningen med et eksempel. Overvej at der bliver lavet en bil tur til en forlystelsespark på 100 km væk. I de næste trin vil disse oplysninger blive brugt til at løse formlen.
  • Video: Øvelse: Beregn lysets hastighed i vand

    Billedbetegnelse Beregn hastighed trin 2
    2
    Bestem, hvor lang tid objektet tog for at rejse denne afstand. De næste nødvendige oplysninger er Hvor lang tid tog objektet sig for at rejse. Med andre ord, hvor meget tid har passeret mellem startpunkt og slutpunkt?
    • I eksemplet skal du overveje to timer at følge denne vej.
  • Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 3
    3
    Del afstanden for tid for at finde hastigheden. Du har kun brug for disse to data for at finde hastigheden på denne rejse. Afstanden tiden vil resultere i objektets hastighed.
    • I eksemplet, 100 km2 h=50 kmh{ display {100}} {2} {h}} = 50 {km} {h} }.
  • Video: Beregner - beregn hastighed, distance eller tid

    Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 4
    4

    Video: Beregning hastighed

    Glem ikke måleenheden. At navngive svaret med de relevante måleenheder (kilometer pr. Time mv.) Er afgørende. Uden dem vil det være svært for andre mennesker at forstå, hvad dit svar betyder. Du kan også miste point, hvis du laver denne beregning for en skoleopgave.
    • Måleenheder for hastighed vil være enhederne af afstand i forhold til tiden. I eksemplet, hvordan blev målt afstanden i kilometer og tiden i timer, vil enheden være kilometer / time (eller km / h).
  • Metode 2
    Fejlfinding Intermediate Problemer

    Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 5
    1
    Isoler de forskellige variabler for at finde afstand og tid. Ved at kende de grundlæggende trin i hastighedsligningen kan du bruge den til at finde endnu flere data. Når du for eksempel begynder at kende hastigheden og andre variabler, kan du omarrangere ligningen for at finde de manglende data.
    • F.eks. Overveje at et tog flyttede til 20 km / t i 4 timer, men du vil vide, hvor langt det gik. I dette tilfælde kan du omarrangere ligningen for at løse det som følger:
      Vel.=Dist.tid=Vel.×tid=(Dist.tid)×tid=Vel.×tid=Dist.=20 kmh×4 h=Dist.=80 km{ display { start {align}} { text {}} = { frac { text {Dist}} {Time}}} { tekst {Time}} = {{fraktion}} {Tid}}} {Tid}} = { time = {Dist}} = 20 km {h}} 4 h = {Dist}} = 80 km {end}
  • Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 6
    2
    Konverter enheder efter behov. Nogle gange kan du beregne hastigheden i et sæt enheder og bruge det i en anden. I dette tilfælde skal du bruge konverteringsfaktorer for at få svaret i de korrekte måleenheder. For dette er det nok at skrive forholdene mellem de enheder, der er til stede i fraktionsform og at formere sig. Derefter omvendes brøkdelen som nødvendigt for at eliminere unødvendige enheder. Det er nemmere end det ser ud!
    • Antag for eksempel at i eksemplet ovenfor skal du have resultatet i miles i stedet for km. Der er ca. 1,6 kilometer i en mile, så vi kan konvertere denne værdi som følger:
    • 80 km×1 mil1,6 km=50 km{ display {80} km 1 mile} {1,6 km}} = 50 km }}}
    • Bemærk, at da `kilometer` er i brøkdelens nævneren, annullerer denne enhed med dem, der er fundet i det oprindelige svar, hvilket efterlader resultatet i miles.
    • Der er flere hjemmesider, f.eks at, som muliggør konvertering af fælles foranstaltninger.


  • Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 7
    3
    Udskift "afstand" -variablen med forskydningsformler efter behov. Objekter rejser ikke altid i bekvem lige linjer. I tilfælde hvor dette ikke sker, kan du muligvis ikke simpelthen indtaste en numerisk værdi for afstanden i standardhastighedsligningen. I stedet skal du muligvis udskifte d{ displaystyle d}i Δs=dt{ displaystyle Delta s = { frac {d} {t}}}med en formel der udtrykker objektets fortrængning.
    • Antag for eksempel, at et fly flyver fem gange omkring en cirkel på 20 km i diameter. Han afslutter på sin tur denne rejse om en halv time. I dette eksempel er det stadig nødvendigt at finde ud af, hvor meget det faktisk skiftede, før hastigheden blev bestemt. Det er muligt at anvende ligningen for afstanden omkring en cirkel (dens omkreds) i stedet for variablen d{ displaystyle d}.Det vil blive udtrykt som Omkredsen.=2πr{ displaystyle {Circumf.}} = 2 pi}r{ displaystyle r}lig med cirkelens radius. Beslutningen er som følger:
      Δs=2×π×rt=Δs=2×π×100,5=Δs=62,830,5=125,66 kmh{ displaystyle { start {aligned} Delta s = { frac {2 times pi times r} {t}} = delta {2 gange { , 5} = frac {62,83} {0,5}} = 125,66 {km} {h}} end {}}} linie
  • Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 8
    4
    Forstå, at forskydningsformlen kun bringer værdien af ​​en hastighed gennemsnit. Den enkle og bekvemme ligning, der har været anvendt indtil videre (Δs=dt{ displaystyle Delta s = { frac {d} {t}}}) har en bemærkelsesværdig fejl. Den resulterende værdi repræsenterer teknisk en gennemsnitlig hastighed. Med andre ord antages det, at det analyserede objekt er forskudt i samme hastighed hele vejen. Som nævnt nedenfor kan beregning af et objekts hastighed på et givet tidspunkt være vanskeligere.
    • For at illustrere denne forskel, tænk på din sidste biltur. Det er usandsynligt, at forskydningen skete hele tiden med samme hastighed. Faktisk starter du langsomt, ankommer gradvist til den ønskede hastighed og stopper ved trafiklys, trafikpropper og så videre. Resultatet vil være en middelplads for alle de hastigheder, du har rejst i.
  • Metode 3
    Beregning af øjeblikkelig hastighed

    Bemærk: Dette afsnit gør brug af teknikker, der ikke er kendt for dem uden undersøgelse af Calculus. Læs Flere matematik artikler hvis du har brug for hjælp.

    Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 9
    1
    Forstå at dette begreb er defineret som hastighedsstørrelse. Højere niveau beregninger kan være forvirrende, fordi matematikere og forskere gør brug af forskellige definitioner for "speed" og "speed". Hastigheden har to komponenter: en størrelsesorden og en hvilket betyder. Størrelsen repræsenterer, hvor hurtigt objektet bevæger sig. Ændringen i retning vil medføre hastighedsændring, men ikke i hastighed.
    • For eksempel forestille sig, at der er to biler, der bevæger sig i modsatte retninger. Hastighedsmåleren på begge viser 50 km / t, så de bevæger sig med samme hastighed. Men da de har modsatte følelser til hinanden, siges man at have hastighed -50 km / h og den anden har hastighed af 50 km / t.
  • Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 10
    2
    Brug absolutte værdier for negative hastigheder. Objekter kan have hastigheder af negativ størrelse (hvis de bevæger sig i en negativ retning i forhold til observatøren). Men der er begrebet negativ hastighed, så i disse tilfælde absolut værdi af størrelsen er, hvad der viser objektets hastighed.
    • Af den grund har begge biler i ovenstående problem hurtighed af 50 km / t.
  • Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 11
    3
    Beregn derivatet af positionsfunktionen. Hvis du har en funktion s(t){ displaystyle s (t)}som giver placeringen af ​​et objekt med hensyn til tid, derivatet af s(t){ displaystyle s (t)}vil give din hastighed med hensyn til tid. Indstil bare en værdi for variablen t{ displaystyle t}(eller tilsvarende) for at opnå hastigheden på et givet tidspunkt. Derfra vil det være nemt at beregne hastigheden.
    • Lad os f.eks. Sige, at placeringen af ​​et objekt i meter vil blive givet ved ligning 3t2+t-4{ displaystyle 3t2 + t-4}i hvilken t{ displaystyle t}repræsenterer tiden i sekunder. Du skal vide, hvor hurtigt objektet er, når t=4 2.{ displaystyle t = 4 {seconds}}}.I så fald:
      4t2+t-4{ displaystyle 4t2 + t-4}
      s`(t)=2×3t+1=6t+1{ displaystyle { begin {aligned} s `(t) = 2 3t + 1 = 6t + 1 ende {tilpasset}}}
    • Nu skal du blot indsætte t=4{ displaystyle t = 4}:
      s`(t)=6(4)+1=24+1=25 ms{ displaystyle s `(t) = 6 (4) + 1 = 24 + 1 = 25 m}.Teknisk set er det et mål for hastighed, men da det er positivt og mening ikke blev nævnt i problemet, er det muligt at bruge det til hastighed.
  • Video: Opgaver med hastighed i kilometer i timen

    Billedbetegnelse Beregn hastighed Trin 12
    4
    Gør integral en accelerationsfunktion. Acceleration er en måde at måle ændring i hastigheden af ​​et objekt over tid. Dette emne er meget komplekst for at være behørigt forklaret i artiklen. Det er dog nyttigt at bemærke, at når du har en funktion den(t){ displaystyle a (t)}som viser accelerationen med hensyn til tid, integralet af den(t){ displaystyle a (t)}vil give hastighed med hensyn til tid. Det er værd at huske, at det er nyttigt at kende objektets indledende hastighed for at definere den konstant, der stammer fra et ubestemt integral.
    • Antag for eksempel et objekt har konstant acceleration (i m / s2 givet af den(t)=-30{ displaystyle a (t) = -30}). Antag også at den har en indledende hastighed svarende til 10 m / s. Det er nødvendigt at finde sin hastighed, når t = 12 s. I dette tilfælde er beslutningen som følger:
      den(t)=-30{ displaystyle a (t) = -30}
      v(t)=den(t)dt=-30dt=-30t+C{ displaystyle v (t) = int a (t) { mathrm {d}} t = int -30 { mathrm {d}} t = -30t + C}
    • At beregne C{ displaystyle C},vi skal løse v(t){ displaystyle v (t)}til t=0{ displaystyle t = 0}.Husk at objektets starthastighed er 10 m / s.
      v(0)=10=-30(0)+C{ displaystyle v (0) = 10 = -30 (0) + C}
      10=C{ displaystyle 10 = C},så det v(t)=-30t+10{ displaystyle v (t) = -30t + 10}
    • Nu skal du bare lave beregningerne for t = 12 sekunder.
      v(12)=-30(12)+10=-360+10=-350{ displaystyle v (12) = -30 (12) + 10 = -360 + 10 = -350}.Da hastigheden repræsenterer den absolutte værdi af hastigheden, vil den i dette tilfælde være lig med 350 m / s{ displaystyle 350 {m / s}}}.
  • tips

    • Øvelsen gør perfekt! Prøv at lave dine egne problemer ved at erstatte forskellige tal i eksemplerne ovenfor.
    • Hvis du leder efter en hurtig måde at lave mere avancerede beregninger på, skal du søge i afledt eller fuld.

    Kilder og citater

    Vis mere ... (5)
    Del på sociale netværk:

    Relaterede
    © 2024 HodTari.com