速度

速度是衡量某物在某一特定方向移动的速度。要定义它,需要同时具备量级方向。如果一个物体以每秒9的速度向东移动(9米/秒),那么它向东的速度就是9米/秒。

这背后的想法是,速度并不能告诉我们物体在一个给定的参考框架内向哪个方向移动。速度是速度的一个部分,方向是另一个部分。根据参照系的不同,速度可以用许多数学概念来定义,以做出正确的分析。

一维运动的速度

平均速度

为了计算一个物体的平均速度,我们把它的位移(它的位置变化)除以它改变位置的时间。

v a v e r a g e =位移时间 ⇔ v a v e r a g e = Δ x Δ t ⇔ v a v e r a g e = x 2 - x 1 t 2 - t 1 ⇔ v a v e r a g e = x t {displaystyle{v_{average}}={frac {text{displacement}{text{time}}{Leftrightarrow v_{average}={Delta x\over δ t}\Leftrightarrow v_{average}={x_{2}-x_{1}\覆盖t_{2}-t_{1}}\Leftrightarrow v_{average}={x 覆盖t}}。 {\displaystyle {v_{average}}={\frac {\text{displacement}}{\text{time}}}\Leftrightarrow v_{average}={\Delta x \over \Delta t}\Leftrightarrow v_{average}={x_{2}-x_{1} \over t_{2}-t_{1}}\Leftrightarrow v_{average}={x \over t}}

例如,如果一个物体在1秒(s)内向左移动20米(m),其速度(v)将等于。

v = 20 m 1 s = 20 m/s向左 {\displaystyle {v}={frac {text{20 m}{text{1 s}}={text{20 m/s向左}}。

{\displaystyle {v}={\frac {\text{20 m}}{\text{1 s}}}={\text{20 m/s to the left}}}

瞬时速度

与平均速度不同,瞬时速度只告诉我们某物在某一时刻的运动速度,因为速度只能随时间变化。

v = lim Δ t → 0 Δ x Δ t = d x d t {\displaystyle v=lim _{\Delta t\to 0}{Delta x\over Δ t}={dx\over dt}}。 {\displaystyle v=\lim _{\Delta t\to 0}{\Delta x \over \Delta t}={dx \over dt}}

二维运动中的速度

速度的概念使我们能够考虑两种不同的速度计算方法。二维运动要求我们使用矢量符号来定义整个运动学中的物理量。

关于二维运动的平均速度和瞬时速度的区别

平均速度

为了计算一个物体的平均速度,我们把它的位移(它的位置变化)除以它改变位置的时间。

v → a v e r a g e =位移时间间隔 ⇔ v → a v e r a g e = Δ r → Δ t ⇔ v → a v e r a g e = r → 2 - r → 1 t 2 - t 1 {{displaystyle{{overrightarrow {v}}_{average}={frac {text{displacement}{text{time interval}}}}{Leftrightarrow {overrightarrow {v}}_{average}={Delta {overrightarrow {r}}.\Δ t}}Leftrightarrow {overrightarrow {v}}_{average}={{overrightarrow {r}}_{2}-{overrightarrow {r}}_{1}}。\t_{2}-t_{1}}}。 {\displaystyle {{\overrightarrow {v}}_{average}}={\frac {\text{displacement}}{\text{time interval}}}\Leftrightarrow {\overrightarrow {v}}_{average}={\Delta {\overrightarrow {r}} \over \Delta t}\Leftrightarrow {\overrightarrow {v}}_{average}={{\overrightarrow {r}}_{2}-{\overrightarrow {r}}_{1} \over t_{2}-t_{1}}}

其中: Δ r - {displaystyle \Delta r-}{\displaystyle \Delta r-} 是在给定的时间间隔内走过的总距离 Δ t {displaystyle \Delta t}{\displaystyle \Delta t} 。这些数量中的每一个都可以通过减去给定数量内交织的两个不同的值来计算,因此r 2 - r 1 , t 2 - t 1 {displaystyle r_{2}-r_{1},t_{2}-t_{1}}{\displaystyle r_{2}-r_{1},t_{2}-t_{1}} 给出所需的v = r t {displaystyle v={r \over t}}.{\displaystyle v={r \over t}}.

瞬时速度

与平均速度相反,瞬时速度告诉我们某个物体在某一特定时间内沿某一路径运动的变化率,这个变化率通常趋向于无限小。

v = lim Δ t → 0 Δ r → Δ t ⇔ v = d r → d t {displaystyle v=lim _{Delta t\to 0}{{Delta {\overrightarrow {r}}.\Leftrightarrow v={d{overrightarrow {r}}。\dt}} {\displaystyle v=\lim _{\Delta t\to 0}{\Delta {\overrightarrow {r}} \over \Delta t}\Leftrightarrow v={d{\overrightarrow {r}} \over dt}}

当Δ t → 0 {displaystyle \Delta t\rightarrow 0}{\displaystyle \Delta t\rightarrow 0} ,我们可以看到,Δ r → 0 {displaystyle \Delta r\rightarrow 0}{\displaystyle \Delta r\rightarrow 0} 。考虑到这一点,我们可以用数学分析(最主要的是--微积分)将位移矢量和时间间隔之间的这种变化率概念化

问题和答案

问:什么是速度?
答:速度是衡量事物在某一特定方向上移动的速度。它需要有大小和方向来定义。

问:速度告诉我们什么?
答:速度告诉我们一个物体移动的速度,但不告诉我们在哪个方向上。

问:如何定义速度?
答:根据参照系的不同,速度可以用许多数学概念来定义,以做出正确的分析。

问:速度由哪两部分组成?
答:速度是由速度和方向组成的。

问:速度是速度的一部分吗?
答:是的,速度是速度的一个部分;方向是另一个部分。
问:你能举个例子说明如何计算速度吗?

答:例如,如果一个物体以每秒9米的速度向东移动(9米/秒),那么它的速度就是向东9米/秒。

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