Podstawową formułą prędkości jest v = d /t, gdzie v to prędkość, d to przemieszczenie, t to zmiana czasu. Prędkość mierzy prędkość, z jaką obiekt przemieszcza się w danym kierunku.
Prędkość to zmiana położenia obiektu w określonym przedziale czasowym. Stąd wzór na prędkość można wyrazić jako:
Velocity = (Pozycja końcowa ‰ ÛÒ Pozycja początkowa) /Zmiana w czasie
Velocity = (Xf ‰ ÛÒ Xi) /t
Velocity = d /t (gdzie d = przesunięcie i t = zmiana w czasie)
Prędkość, jako wielkość wektorowa, ma zarówno wielkość, jak i kierunek. Wielkość odnosi się do wielkości, a kierunek odnosi się do kursu, którym porusza się przedmiot. Jednostki, w których mierzy się prędkość, to metry na sekundę, które są zwykle skracane jako m /s.
Przykład:
Żaglówka znajduje się w wyścigu o długości 2000 metrów. Ta łódź przekracza linię startową, gdy osiągnęła już pełną prędkość. Osiąga linię mety w dokładnie trzy minuty i 20 sekund (200 sekund). Aby określić prędkość żaglówki, wykonaj poniższe równanie.
Rozwiązanie:
Velocity = (Pozycja końcowa ‰ ÛÒ pozycja początkowa) /Zmiana w czasie
Velocity = (2000m ‰ m 0m) /200 s
Prędkość = 10 m /s w kierunku linii mety.
Średnia prędkość vs. Średnia prędkość
Średnia prędkość to zmiana netto obiektu w jednostce czasu. Szybkość opisuje, jak szybko obiekt porusza się w danym kierunku. Średnia prędkość to zmiana netto w przemieszczeniu na jednostkę czasu. Prędkość odnosi się do szybkości, z jaką obiekt zmienia pozycję. Prędkość jest zwykle mierzona, gdy obiekt porusza się w jednym kierunku, podczas gdy prędkość można zmierzyć w zależności od tego, jak daleko przedmiot przemieszcza się od pozycji początkowej. Poniższe równania ilustrują, jak znaleźć średnie z tych liczb.
Średnia prędkość = Całkowita przebyta odległość /całkowity czas
Średnia prędkość = Całkowita przemieszczenie obiektu /całkowity czas wykonania
Poniższy przykład ilustruje równania dotyczące znajdowania tych wartości.
Samochód jedzie na północ z prędkością 30 mil na godzinę przez dwie godziny. Następnie podróżuje z tą samą prędkością (30 mil na godzinę) przez jedną godzinę, ale podróżuje na południe zamiast na północ. Określ średnią prędkość i prędkość, korzystając z poniższego równania.
Rozwiązanie:
Całkowita przebyta odległość to (30 mil /godzina x 2 godziny) + (30 mil /godzina x 1 godzina) = 90 mil
Całkowity czas to 3 godziny.
Średnia prędkość = Całkowity dystans /całkowity czas
Średnia prędkość = T90miles /3 hours
Średnia prędkość = T30 mil na godzinę
Lub, rozważ to w następujący sposób:
Średnia prędkość = Całkowite przemieszczenie /całkowity czas
Przemieszczenie na północ = (30 mil /godzina x 2 godziny) - (30 mil /godzina x 1 godzina)
Przemieszczenie na północ = 30 mil
Średnia prędkość = 30 mil /3 godziny
Średnia prędkość = 10 mil na godzinę
Prędkość kątowa
Prędkość kątowa to pomiar kątowego przesunięcia obiektu po torze kołowym w jednostce czasu. Kierunek prędkości kątowej jest ograniczony do kierunku zgodnego z ruchem wskazówek zegara i przeciwnym.
Prędkość kątowa = kąt obrotu (theta) /czas
Podstawową jednostką prędkości kątowej jest radian na sekundę. Jednak w praktyce większość ludzi woli używać obrotów na minutę (RPM). W tym przypadku jeden obrót obejmuje dystans 2pi radianów. Dla pełnego obrotu, prędkość kątowa = 2pi radianów /czas w sekundach.
Przykład:
Obiekt poruszający się po torze kołowym wykonuje jeden obrót w ciągu 4 sekund. Oblicz prędkość kątową.
Rozwiązanie:
Prędkość kątowa = Kąt obrotu /czas
Prędkość kątowa = 2pi radian /czas
Prędkość kątowa = 2x3,14 /4
Prędkość kątowa = 1,57 radiana na sekundę (rad /s)
