即时速度

本文解释了物理学中的瞬时速度。因此,您将找到瞬时速度的定义、如何计算瞬时速度以及逐步解决的练习。

什么是瞬时速度?

瞬时速度是运动物体在给定时刻的速度。换句话说,物体的瞬时速度就是该时刻的速度。

因此,身体的瞬时速度可以在每个节奏时刻发生变化。因此,运动物体在每个瞬间可以具有不同的瞬时速度。

例如,如果物体在时间t=5s时运动的瞬时速度等于3m/s,则这意味着该物体在时间t=5s时以3m/s的速度运动。

瞬时速度特点

瞬时速度满足以下特性:

  • 瞬时速度矢量的方向与移动体的轨迹相切。
  • 瞬时速度矢量的方向与物体运动的方向相同。
  • 瞬时速度矢量的范数是其矢量分量的平方和的平方根。
  • |\vv{v}|=\sqrt{v_x^2+v_y^2+v_z^2}

  • 瞬时速度以长度单位除以时间单位来表示。因此,国际单位制(SI)中瞬时速度的单位是米每秒(m/s)。
  • 通常在物理学中,瞬时速度的符号是vi ,但也可以简单地用字母 v 表示。
瞬时速度

瞬时速度公式

从数学上讲,瞬时速度定义为时间间隔接近零时平均速度的极限。类似地,瞬时速度等于位置矢量对时间的导数。

因此,瞬时速度的公式如下:

\displaystyle \vv{v_i}=\lim_{\Delta t\to 0}\vv{v_m}=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta \vv{r}}{\ Delta t}=\frac{d\vv{r}}{dt}

金子:

  • \vv{v_i}

    是瞬时速度矢量。

  • \vv{v_m}

    是平均速度矢量。

  • \Delta \vv{r}

    是位移矢量。

  • \Delta t

    是趋于0的时间间隔,即无限小的时间间隔。

  • \cfrac{d\vv{r}}{dt}

    位置向量对时间的导数。

瞬时速度的真实示例

为了让您了解瞬间的瞬时速度是如何计算的,我们在下面为您提供了一个逐步的示例。

  • 移动体的位置矢量由以下方程定义:

    \vv{r}(t)=2t^2-8t+4

    ,物体在第二个t=5s内的瞬时速度是多少?

首先,我们必须找到速度矢量的方程,才能确定移动体在任意时刻的瞬时速度。为此,我们推导相对于时间的位置方程:

\vv{r}(t)=2t^2-8t+4

\vv{v_i}(t)=\cfrac{d\vv{r}}{dt}=4t-8

一旦我们计算出瞬时速度矢量的方程,只需将时间瞬间代入方程即可计算瞬时速度的值:

\vv{v_i}(5)=4\cdot 5-8=12 \ \cfrac{m}{s}

瞬时速度和平均速度

最后,我们将了解瞬时速度和平均速度之间的区别,因为它们是两种不同类型的速度,并且在运动学中这两个概念必须明确。

平均速度是移动物体在整个路径上以恒定速度移动时的移动速度。

瞬时速度和平均速度之间的区别在于,瞬时速度是物体在给定时间的速度。然而,平均速度是物体在以恒定速度运动的情况下在运动过程中所具有的速度。

实际上,瞬时速度是非常小的时间间隔的平均速度,小到可以将其视为瞬间时间。

请参阅:什么是平均速度?

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

滚动到顶部