Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wat is de formule voor snelheid?

Wanneer je de snelheid berekent, bepaal je hoe snel een object beweegt ten opzichte van zijn origineel positie ten opzichte van een referentiekader en een functie van de tijd. Dat betekent dat de snelheid van een object gelijk zal zijn aan de snelheid en bewegingsrichting van het object. petrroudny43/Shutterstock/HowStuffWorks

Belangrijkste punten

  • Snelheid en snelheid zijn verschillende concepten; Terwijl snelheid alleen rekening houdt met de omvang van de beweging, houdt snelheid ook rekening met de richting.
  • De formule voor snelheid wordt gegeven door snelheid (v)=verplaatsing (d)tijd (t)snelheid (v)=tijd (t)verplaatsing (d)​, waarbij verplaatsing de afstand is die in een specifieke richting wordt afgelegd.
  • /li>

Het is verre van aan ons om snelheidsboetes te bekritiseren als een instrument voor de openbare veiligheid (en een bron van gemeentelijke inkomsten), maar misschien moeten wetshandhavers erover nadenken om ze te hernoemen tot 'snelheidsboetes'.

Sta ons toe onze zaak te bepleiten. Hoewel de twee concepten verwant zijn, verwijzen de woorden 'snelheid' en 'snelheid' in de natuurkunde echter niet naar hetzelfde.

Inhoud
  1. Snelheid, gedefinieerd
  2. Grond bedekkend
  3. Leren door het voorbeeld te geven
  4. Commentaar afsluiten

Snelheid, gedefinieerd

Snelheid is de totale afstand waarover een object aflegt gedurende een bepaald tijdsinterval.

Velocity voegt iets anders toe aan het gesprek. Omdat het wat natuurkundigen een 'vectorhoeveelheid' noemen, omvat snelheid zowel grootte als richting. Aan de andere kant is snelheid een 'scalaire grootheid', een fenomeen dat te maken heeft met omvang, maar niet met richting .

Michael Richmond, Ph.D., professor aan de School of Physics and Astronomy van het Rochester Institute of Technology, definieerde snelheid als 'de snelheid waarmee verplaatsing in de loop van de tijd verandert'.

Grond bedekkend

Wat is, zeg maar, 'verplaatsing'? Kort gezegd markeert dit de positieverandering van een object of het verschil tussen waar het fysiek begon en waar het eindigt.

Merk op dat de verandering in de positie van een object niet altijd gelijk is aan de afstand die hij heeft afgelegd. Dat klinkt misschien contra-intuïtief, maar wees geduldig.

Ren één ronde in een perfecte cirkel van 2,4 meter en je hebt een afstand van 2,4 meter afgelegd.

Maar , bent u ook weer teruggekeerd naar uw oorspronkelijke startpunt. Dat betekent dus jouw verplaatsing zal gelijk zijn aan 0 voet (d.w.z. 0 meter), ook al heeft u een grotere afstand afgelegd .

Leren door het goede voorbeeld te geven

Tijd voor een nieuwe hypothese.

Laten we zeggen dat je in de sportschool een praatje maakt. Als een andere klant tegen je zou zeggen:"Gary heeft vandaag in drie seconden 12 meter gesprint", dan zou hij je zijn snelheid geven , maar niet zijn snelheid .

Om Gary's snelheid te berekenen, hebben we meer informatie nodig.

Als onze sportschoolmaatje zei:"Gary sprintte 12 meter west over drie seconden vandaag", dan zouden we zijn reisrichting kennen en een goede start kunnen maken.

De formule voor het berekenen van de snelheid van een object is als volgt:

v =d/t

Hier duiden de letters "v", "d" en "t" respectievelijk "snelheid", "verplaatsing" en "tijd" aan. Met andere woorden:snelheid =verplaatsing gedeeld door tijd .

Wanneer u deze formule gebruikt, is het belangrijk om de verplaatsing in meters en de tijd in seconden te meten. Laten we voor de eenvoud aannemen dat de oude Gary in een volkomen rechte lijn van 12 meter (32,8 voet) naar het westen rende, dus zijn verplaatsing is gelijk aan de afstand die hij heeft afgelegd.

We weten ook dat het hem drie seconden kostte om het gat tussen zijn begin- en eindpunt te overbruggen.

Als we de cijfers invoeren, krijgen we dit:

v =12/3

Ergo, in westelijke richting had Gary een gemiddelde snelheid van 4 meter per seconde (13,12 voet per seconde).

(De formulering is hier belangrijk. Het enige wat we hebben gedaan is de gemiddelde snelheid van Gary berekenen; we hebben het onderwerp van de momentane snelheid niet besproken, een fenomeen dat zijn eigen draai geeft aan de hierboven opgesplitste formule.)

Slotcommentaar

Nu... over die zogenaamde "snelheidsovertredingen"-boetes. Als u er ooit een heeft ontvangen, moet de richting waarin uw voertuig op dat moment reed een factor zijn geweest. Bewust of niet, het is iets waar zowel jij als de politieagent over hebben nagedacht.

Weet je wat erger is dan veel te snel rijden? Veel te snel rijden in een illegale richting . (Denk aan eenrichtingsstraten. Of zelfs aan tweebaanswegen die de automobilisten aan één kant dwingen om langzamer te rijden.)

Dus ja, gegeven alles wat we vandaag hebben geleerd, denken we dat je zou kunnen beweren dat 'snelheidsboetes' eigenlijk 'snelheidsboetes' zouden moeten heten. Of iets soortgelijks. Goedenacht allemaal.

Dat is interessant

Andere bekende scalaire grootheden zijn onder meer temperatuur, massa en lengte – die geen van allen betrekking hebben op directionaliteit. Oh, maar forceren? Dat is helemaal een vectorgrootheid.

Veelgestelde vragen

Hoe beïnvloedt luchtweerstand de snelheid van een object?
Luchtweerstand, ook bekend als weerstand, kan de snelheid van een object aanzienlijk veranderen door de beweging ervan tegen te werken. Hoe sneller een voorwerp beweegt, hoe groter de luchtweerstand die het ondervindt. Met deze kracht moet rekening worden gehouden bij het berekenen van de snelheid van een object in de lucht, omdat deze de snelheid van het object kan verlagen en de richting ervan kan veranderen, waardoor de snelheidsvector kleiner wordt en soms de oriëntatie ervan verandert.
Kan de snelheid veranderen als de snelheid constant blijft?
Ja, de snelheid kan veranderen, zelfs als de snelheid constant blijft, omdat snelheid een vectorgrootheid is die zowel snelheid als richting omvat. Als een object met een constante snelheid beweegt maar van richting verandert, verandert de snelheid. Dit wordt vaak gezien bij cirkelvormige bewegingen, waarbij de snelheid hetzelfde blijft, maar de richting (en dus de snelheid) voortdurend verandert.
Hoe beïnvloedt luchtweerstand de snelheid van een object?
Luchtweerstand, ook bekend als weerstand, kan de snelheid van een object aanzienlijk veranderen door de beweging ervan tegen te werken. Hoe sneller een voorwerp beweegt, hoe groter de luchtweerstand die het ondervindt. Met deze kracht moet rekening worden gehouden bij het berekenen van de snelheid van een object in de lucht, omdat deze de snelheid van het object kan verlagen en de richting ervan kan veranderen, waardoor de snelheidsvector kleiner wordt en soms de oriëntatie ervan verandert.
Kan de snelheid veranderen als de snelheid constant blijft?
Ja, de snelheid kan veranderen, zelfs als de snelheid constant blijft, omdat snelheid een vectorgrootheid is die zowel snelheid als richting omvat. Als een object met een constante snelheid beweegt maar van richting verandert, verandert de snelheid. Dit wordt vaak gezien bij cirkelvormige bewegingen, waarbij de snelheid hetzelfde blijft, maar de richting (en dus de snelheid) voortdurend verandert.