Kiirus on objekti kiirus kindlas suunas. Matemaatiliselt kirjeldatakse kiirust sageli kui positsiooni muutust aja muutumisel. See põhikontseptsioon ilmneb paljudes põhilistes füüsikaprobleemides. Kasutatav valem sõltub sellest, mida teate objekti kohta, seega lugege hoolikalt läbi, et veenduda, kas olete valinud õige.
1
Leidke keskmine kiirus, kui kiirendus on konstantne. Kui objekt kiireneb konstantse kiirusega, on keskmise kiiruse valem lihtne:vav=vi+vf2{displaystyle v_{av}={frac {v_{i}+v_{f}}{2}}} . Selles võrrandis on vi{displaystyle v_{i}} algkiirus ja vf{displaystyle v_{f}} on lõppkiirus. Pidage meeles, et saate seda võrrandit kasutada ainult siis, kui kiirendus ei muutu. Kiirnäitena oletame, et rong kiirendab konstantse kiirusega 30 m/s kuni 80 m/s. Rongi keskmine kiirus sel ajal on 30+802=55m/s{displaystyle {frac {30+80}{2}}=55m/s}.
2
Seadistage selle asemel võrrand asukoha ja ajaga. Kiiruse saate leida ka objekti asukoha ja aja muutumisest. See toimib iga probleemi puhul. Pange tähele, et kui objekt ei liigu konstantse kiirusega, on teie vastuseks keskmine kiirus liikumise ajal, mitte erikiirus teatud ajahetkel. Selle ülesande valem on vav=xf−xitf−ti{displaystyle v_ {av}={frac {x_{f}-x_{i}}{t_{f}-t_{i}}}} ehk “lõplik asukoht – esialgne positsioon jagatud viimase ajaga – esialgne aeg.” Võite selle kirjutada ka kujul vav{displaystyle v_{av}} = Δx / Δt või “positsiooni muutus aja muutuse suhtes”.
3
Leidke algus- ja lõpp-punkti vaheline kaugus. Kiiruse mõõtmisel on olulised ainsad asukohad, kus objekt algas ja kuhu objekt jõudis. See koos objekti liikumissuunaga näitab nihkumist või positsiooni muutust. Tee, mille objekt nende kahe punkti vahel läbis, ei oma tähtsust.Näide 1: Auto, mis sõidab otse itta, algab positsioonist x = 5 meetrit. 8 sekundi pärast on auto positsioonis x = 41 meetrit. Kui suur oli auto veeväljasurve?Auto nihkus (41–5 m) = 36 meetrit itta.Näide 2: sukelduja hüppab 1 meetri kõrguse otse hüppelaualt üles, seejärel kukub 5 meetrit alla, enne kui vette põrkab. Mis on sukelduja nihe?Tuukelduja sattus 4 meetrit lähtepunktist allapoole, seega on tema nihe 4 meetrit allapoole ehk -4 meetrit. (0 + 1 – 5 = -4). Kuigi sukelduja sõitis kuus meetrit (üks üles, siis viis alla), on oluline, et lõpp-punkt oleks stardipunktist neli meetrit allpool.
4
Arvutage aja muutus. Kui kaua kulus objektil lõpp-punkti jõudmiseks? Paljud probleemid ütlevad teile selle otse. Kui seda ei juhtu, lahutage selle väljaselgitamiseks algusaeg lõppajast.Näide 1 (jätkub): probleem ütleb meile, et autol kulus alguspunktist lõpp-punkti jõudmiseks 8 sekundit, nii et see muutus ajas.Näide 2 (jätkub): kui sukelduja hüppas ajal t = 7 sekundit ja põrkab vette ajal t = 8 sekundit, on aja muutus = 8 s – 7 s = 1 sekund.
5
Jagage kogu nihe koguajaga. Liikuva objekti kiiruse leidmiseks peate jagama asukoha muutuse aja muutusega. Täpsustage liikumissuund ja saate keskmise kiiruse.Näide 1 (jätkub): auto muutis oma asukohta 8 sekundi jooksul 36 meetri võrra. vav=36m8s={displaystyle v_{av}={frac {36m}{8s}}=} 4,5 m/s itta.Näide 2 (jätkub): sukelduja muutis oma asukohta 1 sekundi jooksul -4 meetri võrra. vav=−4m1s={displaystyle v_{av}={frac {-4m}{1s}}=} -4 m/s. (Ühes dimensioonis kasutatakse negatiivseid numbreid tavaliselt “alla” või “vasakule”. Selle asemel võite öelda “4 m/s allapoole”.)
6
Probleemide lahendamine kahes mõõtmes. Kõik tekstülesanded ei hõlma liikumist mööda ühte rida tagasi. Kui objekt mingil hetkel pöördub, peate võib-olla kauguse leidmiseks joonistama diagrammi ja lahendama geomeetriaülesande. Näide 3: mees jookseb 3 meetrit itta, seejärel teeb 90º pöörde ja liigub 4 meetrit põhja poole. Mis on tema nihe?Joonistage diagramm ja ühendage algus- ja lõpp-punkt sirgjoonega. See on kolmnurga hüpotenuus, nii et lahendage selle sirge pikkus, kasutades täisnurksete kolmnurkade omadusi. Sel juhul on nihe 5 meetrit kirdes. Mingil hetkel võib teie matemaatikaõpetaja nõuda teilt täpse liikumissuuna (horisontaaltasandist kõrgema nurga) leidmist. Seda saate teha geomeetriat kasutades või vektoreid lisades.
7
Mõista kiirendava objekti kiiruse valemit. Kiirendus on kiiruse muutus. Kui kiirendus on konstantne, jätkab kiirus muutumist sama kiirusega. Seda saab kirjeldada, korrutades kiirenduse ja aja ning lisades tulemuse algkiirusele:vf=vi+at{displaystyle v_{f}=v_{ i}+at} või “lõppkiirus = algkiirus + (kiirendus * aeg)”Algkiirus vi{displaystyle v_{i}} kirjutatakse mõnikord kui v0{displaystyle v_{0}} (“kiirus ajahetkel 0” “).
8
Korrutage kiirendus aja muutusega. See näitab, kui palju kiirus selle aja jooksul suurenes (või vähenes).Näide: 2 m/s põhja poole sõitev laev kiirendab kiirusega 10 m/s2. Kui palju suurenes laeva kiirus järgmise 5 sekundi jooksul?a = 10 m/s2t = 5 s(a * t) = (10 m/s2 * 5 s) = 50 m/s kiiruse kasv.
9
Lisage algkiirus. Nüüd teate kogu kiiruse muutust. Lisage see objekti algkiirusele ja saate vastuse.Näide (jätkub): Kui kiiresti selles näites laev 5 sekundi pärast sõidab?vf=vi+at{displaystyle v_{f}=v_{ i}+at}vi=2m/s{displaystyle v_{i}=2m/s}at=50m/s{displaystyle at=50m/s}vf=2m/s+50m/s=52m/s{ displaystyle v_{f}=2m/s+50m/s=52m/s}
10
Määrake liikumise suund. Erinevalt kiirusest sisaldab kiirus alati liikumissuunda. Lisage see kindlasti oma vastusesse. Kuna meie näites alustas laev põhja poole ja suunda ei muutnud, on selle lõppkiirus 52 m/s põhja pool.
11
Lahendage seotud probleemid. Niikaua kui teate kiirendust ja kiirust mis tahes ajahetkel, saate seda valemit kasutada kiiruse leidmiseks muul ajal. Siin on näide algkiiruse lahendamiseks: “Rong kiirendab 7 m/s2 4 sekundit ja liigub edasi kiirusega 35 m/s. Mis oli selle algkiirus?” vf=vi+at{ displaystyle v_{f}=v_{i}+at}35m/s=vi+(7m/s2)(4s){displaystyle 35m/s=v_{i}+(7m/s^{2})(4s) }35m/s=vi+28m/s{displaystyle 35m/s=v_{i}+28m/s}vi=35m/s−28m/s=7m/s{displaystyle v_{i}=35m/s -28m/s=7m/s}
12
Õppige ringikujulise kiiruse valemit. Ringkiirus viitab kiirusele, mida üks objekt peab liikuma, et säilitada oma ringorbiiti ümber teise objekti, tavaliselt planeedi või muu gravitatsioonimassi. Objekti ringkiirus arvutatakse, jagades ringikujulise tee ümbermõõdu ajaperioodiga. üle mille objekt liigub. Valemina kirjutades on võrrand järgmine: v = (2Ï€r) / TPange tähele, et 2Ï€r võrdub ringikujulise tee ümbermõõduga.r tähistab “raadiust” T tähistab ajavahemikku.
13
Korrutage ringikujuline raadius 2-ga. Probleemi esimene etapp on ümbermõõdu arvutamine. Selleks korrutage raadius 2Ï€-ga. Kui arvutate seda käsitsi, saate Ï€ ligikaudseks väärtuseks kasutada väärtust 3,14. Näide: leidke objekti ringkiirus, mis liigub 8 m raadiusega ringikujulist rada täisajaintervalliga 45 sekundit.r = 8 mT = 45 s Ümbermõõt = 2Ï€r = ~ (2) (3,14) (8 m) = 50,24 m
14
Jagage see toode ajavahemikuga. Kõnealuse objekti ringkiiruse leidmiseks tuleb arvutatud ümbermõõt jagada ajaperioodiga, mille jooksul objekt liikus.Näide: v = (2Ï€r) / T = 50,24 m / 45 s = 1,12 m /sObjekti ringkiirus on 1,12 m/s.