» » » » » » Viteza vectorială

Viteza vectorială

postat în: Mecanica | 0

Cursă de mașini (Întrucât există schimbări de direcție într-o cursă de mașini pe o pistă curbată, viteza lor nu este constantă.)

Viteza vectorială a unui obiect este rata de schimbare a poziției sale față de un cadru de referință și este o funcție de timp. Viteza vectorială este echivalentă cu o specificare a mărimii vitezei și direcției sale de mișcare (de exemplu 60 km/h spre nord). Viteza vectorială este un concept important în cinematică, ramura mecanicii clasice care descrie mișcarea corpurilor.

Viteza vectorială este o cantitate vectorială fizică; atât magnitudinea, cât și direcția sunt necesare pentru a o defini. Valoarea absolută scalară (magnitudinea) vitezei vectoriale se numește pur și simplu „viteză”, fiind o unitate derivată coerentă a cărei cantitate este măsurată în SI (sistemul metric) ca metru pe secundă (m/s) sau ca unitate de bază SI (m·s-1). De exemplu, „5 metri pe secundă” este un scalar, în timp ce „5 metri pe secundă est” este un vector. Dacă există o schimbare de viteză în mărime, direcție sau ambele, atunci obiectul are o schimbare de viteză vectorială și se spune că suferă o accelerație.

Viteza vectorială constantă vs. accelerație

Pentru a avea o viteză vectorială constantă, un obiect trebuie să aibă o viteză constantă în mărime într-o direcție constantă. Direcția constantă constrânge obiectul la mișcare într-o cale dreaptă, astfel încât o viteză vectorială constantă înseamnă mișcarea în linie dreaptă la o viteză constantă.

De exemplu, o mașină care se deplasează cu o valoare constantă de 20 de kilometri pe oră pe o traiectorie circulară are o viteză constantă, dar nu are o viteză vectorială constantă deoarece direcția sa se schimbă. Prin urmare, mașina este considerată a fi supusă unei accelerații.

Distincția dintre viteză și viteza vectorială

Valorile cinematice ale unei particule clasice: masa m, poziția r, viteza vectorială v, accelerația a (Valorile cinematice ale unei particule clasice: masa m, poziția r, viteza vectorială v, accelerația a.)

Viteza descrie numai cât de repede un obiect se mișcă, în timp ce viteza vectorială oferă atât cât de rapid se mișcă obiectul și în ce direcție. Dacă se spune că o mașină rulează cu 60 km/h, viteza sa a fost specificată. Dar doar dacă mașina se spune că se deplasează la 60 km/h spre nord a fost specificată viteza sa vectorială.

Diferența importantă poate fi observată atunci când luăm în considerare mișcarea în jurul unui cerc. Când ceva se mișcă pe o cale circulară (la o viteză constantă, vezi mai sus) și se întoarce la punctul de pornire, viteza vectorială medie este zero, dar viteza medie se găsește prin împărțirea circumferinței cercului la timpul necesar pentru a se deplasa în jurul cercului. Acest lucru se datorează faptului că viteza vectorială medie se calculează doar luând în considerare deplasarea dintre punctele de plecare și de sfârșit, în timp ce viteza medie ia în considerare numai distanța totală parcursă.

Viteza vectorială medie

Viteza vectorială este definită ca rata de schimbare a poziției în raport cu timpul, care poate fi denumită și viteza vectorială instantanee pentru a sublinia distincția față de viteza vectorială medie. În unele aplicații poate fi necesară „viteza vectorială medie” a unui obiect, adică viteza vectorială constantă care ar asigura aceeași deplasare rezultantă ca o viteză vectorială variabilă în același interval de timp, v(t), pe o anumită perioadă de timp Δt . Viteza vectorială medie poate fi calculată astfel:

v = Δx/Δt.

Viteza vectorială medie este întotdeauna mai mică sau egală cu viteza medie a unui obiect. Acest lucru poate fi văzut prin conștientizarea faptului că în timp ce distanța este mereu în creștere, deplasarea poate crește sau descrește în magnitudine, precum și în direcția schimbării.

În termenii unui grafic deplasare-timp (x vs. t), viteza vectorială instantanee (sau, pur și simplu, viteza vectorială) poate fi considerată drept panta liniei tangente la curbă în orice punct, iar viteza vectorială medie ca panta liniei secante între două puncte cu coordonate t egale cu limitele perioadei de timp pentru viteza medie.

Viteza vectorială medie este aceeași cu viteza vectorială medie în timp – adică media ponderată în timp.

Summary
Review Date
Reviewed Item
Viteza vectorială
Author Rating
51star1star1star1star1star

Lasă un Răspuns