سرعت در فیزیک به معنای سرعت حرکت هر جسم (نقطه مادی) در فضا است. این مقدار متفاوت است: خطی، زاویه ای، متوسط، کیهانی و حتی ابرشنوایی. در میان تمام انواع موجود، سرعت آنی نیز وجود دارد. این مقدار چیست، فرمول آن چیست و چه اقداماتی برای محاسبه آن لازم است - این دقیقاً همان چیزی است که در مقاله ما مورد بحث قرار خواهد گرفت.
سرعت فوری: ماهیت و مفهوم
حتی یک دانش آموز دبستانی می داند که چگونه سرعت جسمی که در یک خط مستقیم حرکت می کند را تعیین کند: کافی است مسافت طی شده را بر زمان صرف شده برای چنین حرکتی تقسیم کنیم. با این حال، شایان ذکر است که نتیجه به دست آمده از این طریق به ما اجازه می دهد تا مقدار متوسط را قضاوت کنیم. اگر یک جسم به طور ناهموار حرکت کند، در بخش های خاصی از مسیر آن، سرعت حرکت می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. بنابراین گاهی اوقات مقداری مانندسرعت آنی این به شما امکان می دهد تا سرعت حرکت یک نقطه مادی را در هر لحظه از حرکت قضاوت کنید.
سرعت لحظه ای: فرمول محاسبه
این پارامتر برابر است با حد (که به عنوان حد مشخص می شود، به اختصار lim) نسبت جابجایی (اختلاف مختصات) به بازه زمانی که در طی آن این تغییر رخ داده است، مشروط بر اینکه این فاصله زمانی به صفر برسد. این تعریف را می توان به صورت فرمول زیر نوشت:
v=Δs/Δt به عنوان Δt → 0 یا بیشتر v=lim Δt→0 (Δs/Δt)
توجه داشته باشید که سرعت لحظه ای یک کمیت برداری است. اگر حرکت در یک خط مستقیم رخ دهد، آنگاه فقط مقدار آن تغییر می کند و جهت ثابت می ماند. در غیر این صورت، بردار سرعت لحظه ای به صورت مماس بر مسیر حرکت در هر نقطه در نظر گرفته می شود. منظور از این شاخص چیست؟ سرعت لحظه ای به شما امکان می دهد بفهمید که جسم در واحد زمان چه حرکتی را انجام می دهد، اگر از لحظه در نظر گرفته شده به طور یکنواخت و مستقیم حرکت کند.
نکته
در مورد حرکت یکنواخت، هیچ مشکلی وجود ندارد: فقط باید نسبت فاصله را به زمانی که جسم بر آن غلبه کرده است، بیابید. در این حالت سرعت متوسط و لحظه ای بدن برابر است. اگر حرکت ثابت نباشد، در این صورت باید مقدار شتاب را دریابید و سرعت آنی را در هر لحظه خاص از زمان تعیین کنید. برای حرکت عمودی باید اثر شتاب را در نظر گرفت.سقوط آزاد. سرعت لحظه ای خودرو را می توان با استفاده از رادار یا سرعت سنج تعیین کرد. باید در نظر داشت که حرکت در برخی از بخش‌های مسیر ممکن است مقدار منفی داشته باشد.
برای یافتن شتاب می توانید از شتاب سنج استفاده کنید یا تابع حرکتی بسازید و از فرمول v=v0+a•t استفاده کنید. اگر حرکت از حالت استراحت شروع شود، آنگاه v0=0. هنگام محاسبه، باید این واقعیت را در نظر گرفت که وقتی بدن کاهش می یابد (کاهش سرعت)، شتاب با علامت منفی خواهد بود. اگر جسمی در سقوط آزاد باشد، سرعت لحظه ای حرکت آن با فرمول v=g•t محاسبه می شود. در این حالت، سرعت اولیه نیز 0. است.
