▷ 瞬時のスピード

この記事では、物理学における瞬間速度とは何かについて説明します。同様に、瞬間速度の計算方法、解決済み演習、および瞬間速度と他の物理概念との違いを学びます。

瞬間速度とは何ですか？

瞬間速度とは、ある瞬間における移動体の速度です。言い換えれば、物体の瞬間速度は、長時間にわたる速度ではなく、一瞬の速度です。

体の瞬間的な速度は、平均速度とは異なり、いつでも変化する可能性があります。したがって、瞬間速度を研究するときは、長い時間間隔ではなく、特定の瞬間における物体の速度を分析します。

たとえば、時間 t=7 秒で移動する物体の瞬間速度が 5 m/s に等しい場合、これは、この物体が時間 t=7 秒で 5 m/s の速度で移動していることを意味します。しかし次の瞬間には、瞬間速度は他の値になる可能性があります。

数学的には、瞬間速度は、時間間隔がゼロに近づくときの平均速度の限界として定義されます。したがって、瞬間速度は、時間に関する位置方程式の導関数に等しくなります。

したがって、瞬間速度の計算式は次のようになります。

$\displaystyle r_i=\lim_{\Delta t\to 0}r_m=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{dx}{dt}$

金：

瞬間速度の定義とその公式が何であるかを理解したら、具体的な例を見て、どのように計算されるかを明確に理解します。

最初に行う必要があるのは、瞬間速度の方程式を見つけるために、位置対時間の方程式を導き出すことです。

$x(t)=t^2+5t+1$

$r_i(t)=\cfrac{dx}{dt}=2t+5$

瞬間速度を定義する式がわかったので、時刻 t=4 秒を方程式に代入して計算します。

$r_i(4)=2\cdot 4+5=13 \ \cfrac{m}{s}$

次に、瞬間速度と瞬間速度の違いを見ていきます。これらは頻繁に混同される 2 つの物理概念であるためです。

速度と速度の違いは計算にあります。したがって、速度は移動距離を経過時間で割ったものに等しくなりますが、速度は変位を経過時間間隔で割ることによって計算されます。

したがって、瞬間速度と瞬間速度の違いは、瞬間速度は位置の変化から計算されるのに対し、瞬間速度は変位から計算されることです。

最後に、瞬間速度と平均速度の違いを見ていきます。これらは区別する方法を知っておく必要がある 2 つのタイプの速度です。

平均速度は、物体が経路全体にわたって一定の速度で移動していた場合に、物体の位置が変化する速度です。

瞬間速度と平均速度の違いは、瞬間速度は特定の時点での物体の速度であるということです。ただし、平均速度は、物体が時間を通じて一定の速度で位置を変更した場合に生じるであろう速度です。軌跡全体。

実際には、瞬間速度は非常に短い時間間隔の平均速度であり、非常に小さいため、単一の瞬間と見なされます。

➤参照:平均速度