ما وحدة السرعة

ما وحدة السرعة ، ما الفرق بين جسمين متطابقين يسيران بسرعات مختلفة؟ يعلم الجميع تقريبًا أن الشخص الذي يتحرك بشكل أسرع (الذي يتحرك بسرعة أكبر) سيذهب أبعد من الذي يتحرك بشكل أبطأ في نفس الفترة الزمنية. إما هذا أو سيخبرونك أن الشخص الذي يتحرك بشكل أسرع سيصل إلى حيث يتجه أسرع من الأبطأ. مهما كانت السرعة ، فهي تتضمن المسافة والوقت. تعني كلمة "أسرع" إما "أبعد" (مسافة أكبر) أو "عاجلاً" (وقت أقل).

ما وحدة السرعة

مضاعفة السرعة يعني مضاعفة المسافة المقطوعة في فترة زمنية معينة. مضاعفة السرعة يعني أيضًا تقليل الوقت اللازم لقطع مسافة معينة بمقدار النصف. إذا كنت تعرف القليل عن الرياضيات ، فهذه العبارات ذات مغزى ومفيدة. (يستخدم الرمز v للسرعة بسبب الارتباط بين السرعة والسرعة ، والذي سيتم مناقشته قريبًا.)
تتناسب السرعة طرديًا مع المسافة عندما يكون الوقت ثابتًا: v ∝ s ( ثابت t )
تتناسب السرعة عكسياً مع الوقت عندما تكون المسافة ثابتة: v ∝
لحساب سرعة جسم ما ، يجب أن نعرف المسافة التي قطعها والوقت الذي استغرقته للوصول إليه. "أبعد" و "عاجلاً" تتوافق مع "أسرع". لنفترض أنك قدت سيارة من نيويورك إلى بوسطن. تبلغ المسافة البرية حوالي 300 كيلومتر (200 ميل). إذا استغرقت الرحلة أربع ساعات فما هي سرعتك؟ يؤدي تطبيق الصيغة أعلاه إلى
هذه هي الإجابة التي تعطينا إياها المعادلة ، ولكن ما مدى صحتها؟ و75 كيلومترا في الساعة و سرعة السيارة؟ نعم، بالطبع كان ... حسنا، ربما، أعتقد ... لا، فإنه لا يمكن أن يكون في سرعة. ما لم تكن تعيش في عالم تتمتع فيه السيارات بنوع من التحكم الاستثنائي في التطواف وتدفق حركة المرور بطريقة مثالية ، فمن المؤكد أن سرعتك خلال هذه الرحلة الافتراضية قد تباينت. وهكذا، فإن الرقم المحسوب أعلاه ليس من سرعة السيارة، انها متوسط السرعة للرحلة بأكملها. للتأكيد على هذه النقطة ، يتم تعديل المعادلة أحيانًا على النحو التالي ...
يشير الشريط الموجود فوق v إلى متوسط ​​أو متوسط ويشير الرمز ∆ (دلتا) إلى حدوث تغيير. اقرأه على أنه "شريط vee هو delta vee over delta tee". هذه هي الكمية التي حسبناها لرحلتنا الافتراضية.
في المقابل ، يُظهر عداد السرعة في السيارة سرعتها اللحظية ، أي السرعة المحددة خلال فترة زمنية صغيرة جدًا - لحظة. من الناحية المثالية ، يجب أن يكون هذا الفاصل الزمني قريبًا من الصفر قدر الإمكان ، لكن في الواقع نحن مقيدون بحساسية أجهزة القياس لدينا. من الناحية الذهنية ، من الممكن تخيل حساب متوسط ​​السرعة على فترات زمنية أصغر حتى نحسب السرعة اللحظية بشكل فعال. هذه الفكرة مكتوبة بشكل رمزي كـ ...
أو ، في لغة حساب التفاضل والتكامل ، فإن السرعة هي المشتق الأول للمسافة فيما يتعلق بالوقت.
إذا لم تكن قد تعاملت مع حساب التفاضل والتكامل ، فلا تقلق كثيرًا من هذا التعريف. هناك طرق أخرى أبسط لمعرفة السرعة اللحظية لجسم متحرك. على الرسم البياني للمسافة والوقت ، تتوافق السرعة مع الميل ، وبالتالي يمكن إيجاد السرعة اللحظية لجسم ذي سرعة غير ثابتة من منحدر خط مماس إلى منحنى ذلك الكائن. سنتعامل مع ذلك لاحقًا في هذا الكتاب.
● السرعة
لحساب سرعة جسم ما ، نحتاج إلى معرفة المسافة التي قطعها والوقت الذي استغرقته للوصول إليه. ثم يسأل الشخص الحكيم ...
متوسط ​​السرعة هو معدل تغير المسافة مع الوقت.
السرعة اللحظية هي أول مشتق من الإزاحة بالنسبة للوقت.
ترتبط السرعة والسرعة بنفس الطريقة التي ترتبط بها المسافة والإزاحة. السرعة عددية والسرعة متجه. تحصل السرعة على الرمز v (مائل) وتحصل السرعة على الرمز v (بخط عريض). تحصل القيم المتوسطة على شريط فوق الرمز.
يتم قياس الإزاحة على أقصر مسار بين نقطتين ويكون حجمه دائمًا أقل من المسافة أو مساويًا لها. يقترب مقدار الإزاحة من المسافة عندما تقترب المسافة من الصفر. أي أن المسافة والإزاحة متماثلتان فعليًا (لهما نفس الحجم) عندما تكون الفترة التي تم فحصها "صغيرة". نظرًا لأن السرعة تعتمد على المسافة والسرعة تعتمد على الإزاحة ، فإن هاتين الكميتين متماثلتين فعليًا (لهما نفس الحجم) عندما يكون الفاصل الزمني "صغيرًا" ، أو بلغة حساب التفاضل والتكامل ، يقترب حجم متوسط ​​سرعة الجسم سرعته المتوسطة مع اقتراب الفترة الزمنية من الصفر.
∆ ر → 0 ⇒ v → | الخامس |
تكون السرعة اللحظية لجسم ما هي مقدار سرعته اللحظية.
ت = | الخامس |
السرعة تخبرك بمدى السرعة. تخبرك السرعة بمدى السرعة وفي أي اتجاه.
الوحدات
يتم قياس السرعة والسرعة باستخدام نفس الوحدات. وحدة المسافة والإزاحة في النظام الدولي للوحدات هي المتر. الوحدة الزمنية للنظام الدولي للوحدات هي الثانية. وحدة قياس السرعة والسرعة في النظام الدولي للوحدات هي نسبة اثنين - المتر في الثانية .
نادرًا ما تُستخدم هذه الوحدة خارج الدوائر العلمية والأكاديمية. يقيس معظم الناس على هذا الكوكب السرعة بالكيلومتر في الساعة (كم / ساعة أو كم / ساعة). الولايات المتحدة استثناء من حيث أننا نستخدم الميل الأقدم في الساعة (ميل / ساعة أو ميل في الساعة). دعنا نحدد عوامل التحويل حتى نتمكن من ربط السرعات المقاسة بوحدة m / s بالوحدات الأكثر شيوعًا.

1 كم / ساعة = 1 كم 1000 م 1 ساعة
1 ساعة 1 كم 3600 ثانية
1 كم / ساعة = 0.2777 ... م / ث ≈ ¼ م / ث
1 ميل في الساعة = 1 ميل 1609 م 1 ساعة
1 ساعة 1 ميل 3600 ثانية
1 ميل في الساعة = 0.4469 ... م / ث ≈ ½ م / ث
القيم العشرية الموضحة أعلاه دقيقة لأربعة أرقام ذات دلالة ، ولكن يجب اعتبار القيم الكسرية قواعد أساسية فقط (1 كم / ساعة يشبه في الحقيقة أكثر
نسبة أي وحدة مسافة إلى أي وحدة زمنية هي وحدة سرعة.
غالبًا ما تُحدد سرعات السفن والطائرات والصواريخ في شكل عقد . عقدة واحدة هي ميل بحري واحد في الساعة - الميل البحري يساوي 1852 م أو 6076 قدمًا والساعة 3600 ثانية. لا تزال وكالة ناسا تعلن عن سرعة صواريخها في شكل عقدة ومسافاتها المنخفضة بالأميال البحرية. عقدة واحدة حوالي 0.5144 م / ث.
يتم قياس أبطأ السرعات على مدى أطول فترات زمنية. تزحف الصفائح القارية عبر سطح الأرض بمعدل بطيء جيولوجيًا يبلغ 1-10 سم / سنة أو 1-10 م / قرن - بنفس السرعة التي ينمو بها أظافر الأصابع والشعر.
ينتقل شريط الكاسيت الصوتي بسرعة 1⅞ بوصة في الثانية (ips). عندما تم اختراع الشريط المغناطيسي لأول مرة ، تم لفه لفتح بكرات مثل فيلم الفيلم. هذه المسجلات المبكرة من البكرة إلى البكرة تمرر الشريط من خلال 15 ips. يمكن أن تسجل النماذج اللاحقة أيضًا بنصف هذه السرعة (7 ips) ثم نصف ذلك (3 ips) ثم بعضها بنصف ذلك (1 ips). عند صياغة معيار الكاسيت الصوتي ، تقرر أن آخر هذه القيم ستكون كافية للوسيط الجديد. بوصة واحدة في الثانية هي بالضبط 0.0254 م / ث بحكم التعريف.
في بعض الأحيان ، يتم وصف سرعة جسم ما بالنسبة إلى سرعة شيء آخر ؛ يفضل بعض الظواهر الفيزيائية.
الديناميكا الهوائية هي دراسة حركة الهواء وكيفية تفاعل الأجسام معه. في هذا المجال ، غالبًا ما يتم قياس سرعة الجسم بالنسبة إلى سرعة الصوت . تُعرف هذه النسبة برقم ماخ . تبلغ سرعة الصوت حوالي 295 م / ث (660 ميلاً في الساعة) عند الارتفاع الذي تطير فيه الطائرات النفاثة التجارية عادةً. طافت الخطوط الجوية البريطانية التي تم إيقاف تشغيلها الآن وكونكورد الخطوط الجوية الفرنسية الأسرع من الصوت بسرعة 600 م / ث (1340 ميل في الساعة) يوضح التقسيم البسيط أن هذه السرعة هي ضعف سرعة الصوت تقريبًا أو ماخ 2.0 ، وهي سرعة استثنائية. وبالمقارنة ، فإن طائرة بوينج 777 تقوم برحلات بحرية بسرعة 248 م / ث (555 ميلاً في الساعة) أو 0.8 ماخ ، والتي تبدو بطيئة مقارنة بطائرة كونكورد.
يتم تحديد سرعة الضوء في الفراغ في نظام SI لتكون 299،792،458 م / ث (حوالي مليار كم / س). يُذكر هذا عادةً بدقة أكثر معقولية تبلغ 3.00 × 10 8 م / ث. يتم تعيين سرعة الضوء في الفراغ بالرمز c (مائل) عند استخدامه في المعادلة والرمز c (الروماني) عند استخدامه كوحدة. تعد سرعة الضوء في الفراغ حدًا عالميًا ، لذلك تتحرك الأشياء الحقيقية دائمًا بشكل أبطأ من c. يتم استخدامه بشكل متكرر في فيزياء الجسيمات وعلم الفلك للأجسام البعيدة. أبعد الأشياء التي لوحظت هي الكوازارات. اختصار لـ "الأجسام الراديوية شبه النجمية". إنها تشبه النجوم بصريًا (البادئة شبه تعني التشابه) ولكنها تنبعث منها طاقة أكثر بكثير مما يمكن لأي نجم. إنها تقع على أطراف الكون المرئي وتندفع بعيدًا عنا بسرعات لا تصدق. تتحرك الكوازارات الأبعد عنا عند 0.9 درجة مئوية تقريبًا. بالمناسبة ، تم اختيار الرمز c ليس لأن سرعة الضوء هي ثابت عالمي (وهو كذلك) ولكن لأنه الحرف الأول من الكلمة اللاتينية للسرعة - سيليريتاس .