速度
編輯速度是運動中物體的方向速度,表示從特定參考系觀察到的位置變化率,并按特定時間標準(例如 60 公里/小時向北)測量。 速度是運動學中的一個基本概念,運動學是描述物體運動的經典力學的一個分支。
速度為物理矢量; 定義它需要大小和方向。 速度的標量xxx值(大小)稱為速度,是一個連貫的派生單位,其數量在 SI(公制)中以米每秒(m/s 或 m?s?1)測量。 例如,每秒 5 米是標量,而每秒 5 米向東是矢量。 如果速度、方向或兩者都發生變化,則稱該物體正在加速。
恒定速度與加速度
編輯要具有恒定速度,物體必須在恒定方向上具有恒定速度。 恒定方向將物體約束為沿直線路徑運動,因此,恒定速度意味著以恒定速度沿直線運動。
例如,一輛汽車以每小時 20 公里的恒定速度在圓形路徑上行駛,其速度是恒定的,但速度不恒定,因為它的方向會發生變化。 因此,汽車被認為正在加速。
速度與速度的區別
編輯速度是速度矢量的標量大小,僅表示物體移動的速度。
運動方程
編輯平均速度
速度定義為位置相對于時間的變化率,也可稱為瞬時速度以強調與平均速度的區別。 在某些應用中,可能需要物體的平均速度,也就是說,恒定速度將在相同的時間間隔 v(t) 內提供與可變速度相同的合成位移,經過一段時間 Δt。
平均速度總是小于或等于物體的平均速度。 這可以通過認識到雖然距離總是嚴格增加,但位移可以增加或減少大小以及改變方向可以看出。
就位移-時間(x vs. t)圖而言,瞬時速度(或簡稱為速度)可以被認為是曲線在任意點的切線的斜率,而平均速度是斜率 t 坐標等于平均速度時間段邊界的兩點之間的割線。
平均速度與隨時間平均的速度相同——也就是說,它的時間加權平均值瞬時速度
如果我們將 v 視為速度,將 x 視為位移(位置變化)矢量,那么我們可以將粒子或物體在任何特定時間 t 的(瞬時)速度表示為位置相對于時間的導數
從這個導數方程可以看出,在一維情況下,速度與時間(v 與 t 圖)下的面積是位移 x。 用微積分術語來說,速度函數 v(t) 的積分就是位移函數 x(t)。 在圖中,這對應于標記為 s 的曲線下方的黃色區域(s 是位移的另一種表示法)。
由于位置相對于時間的導數給出了位置變化(以米為單位)除以時間變化(以秒為單位),因此速度以米每秒 (m/s) 為單位測量。 盡管瞬時速度的概念乍一看似乎有悖常理,但它可以被認為是物體在該時刻停止加速后繼續運動的速度。
與加速度的關系
盡管速度被定義為位置的變化率,但通常從對象加速度的表達式開始。 如圖中的三條綠色切線所示,物體在某一時間點的瞬時加速度是該點與v(t)圖曲線相切的線的斜率。
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