Dit artikel legt uit wat snelheid is in de natuurkunde. Je zult dus de betekenis van snelheid in de natuurkunde vinden, hoe snelheid wordt berekend en een concreet voorbeeld van de berekening ervan.
Wat is snelheid in de natuurkunde?
In de natuurkunde is snelheid een scalaire grootheid die afstand in verband brengt met tijd. In de natuurkunde wordt snelheid dus gedefinieerd als de verhouding tussen de afgelegde afstand en de verstreken tijd.
Om de snelheid te berekenen, moet de afgelegde afstand daarom worden gedeeld door het vereiste tijdsinterval.
Een snel lichaam betekent dus dat het in korte tijd een lange afstand aflegt. Met andere woorden: hoe sneller een bewegend lichaam is, hoe meer afstand het in dezelfde tijd zal afleggen.
Als een lichaam bijvoorbeeld met een constante snelheid van 2 m/s beweegt, betekent dit dat dit lichaam 2 meter per seconde beweegt. Dus na één seconde ben je 2 meter vooruitgegaan, na twee seconden 4 meter, na drie seconden 6 meter, etc.
snelheid formule
Snelheid is gelijk aan de afgelegde afstand (d) gedeeld door de verandering in tijd (t). Om de snelheid van een lichaam te berekenen, moeten we dus in de natuurkunde de door het lichaam afgelegde afstand delen door de tijd die is verstreken tussen het beginmoment en het laatste moment (v=d/t).
De formule voor het berekenen van snelheid in de natuurkunde is daarom als volgt:
Snelheid wordt uitgedrukt in lengte-eenheden gedeeld door tijdseenheden. Daarom is de eenheid van snelheid in het Système International (SI) de meter verdeeld per seconde (m/s).
Merk op dat de snelheidsberekening wordt gedaan op basis van de afgelegde afstand en niet op basis van de verplaatsing. Hoewel ze soms hetzelfde kunnen zijn, valt de afgelegde afstand niet altijd samen met de verplaatsing. We moeten daarom weten hoe we deze twee concepten van elkaar kunnen onderscheiden.
Snelheidsoefening opgelost
- Een lichaam bevindt zich aanvankelijk in positie x 1 = 2 m, na enige tijd bevindt het zich in positie x 2 = 9 m en eindigt uiteindelijk in positie x 3 = 6 m. Als het 8 seconden duurde om de hele reis af te leggen, wat is dan de snelheid van het lichaam?
De eindpositie van het lichaam ligt achter de tussenpositie, maar om de snelheid te bepalen moet rekening worden gehouden met de gehele afgelegde afstand. We berekenen dus eerst de afgelegde afstand in het eerste gedeelte en vervolgens de afgelegde afstand in het tweede gedeelte.
De totaal afgelegde afstand is dus de som van de twee berekende afstanden:
Ten slotte gebruiken we de snelheidsformule om de waarde ervan te vinden:
voorbeelden snelheid
Zodra we de definitie van snelheid in de natuurkunde hebben gezien, zullen we verschillende voorbeelden zien van veel voorkomende snelheidswaarden in het dagelijks leven:
- Lichtsnelheid in vacuüm: 299.792.458 m/s
- Geluidssnelheid in lucht: 343,2 m/s
- Kruissnelheid van een vliegtuig: 230 m/s
- Maximale snelheid van een Formule 1-auto: 105 m/s
- Snelheid van de snelste man: 10,4 m/s
- Snelheid van de snelste schildpad: 0,3 m/s
- Snelheid van een elektron: 0,001 m/s
snelheid en snelheid
In deze sectie zullen we zien wat het verschil is tussen snelheid en snelheid, omdat het in de natuurkunde twee verschillende concepten zijn en vaak verward worden.
Snelheid is een vectorgrootheid die de verandering in positie van een lichaam ten opzichte van de tijd aangeeft. In de natuurkunde wordt snelheid dus gedefinieerd als het quotiënt tussen de verplaatsing en het tijdsinterval dat is verstreken tussen de begin- en eindpositie.
Daarom zit in de natuurkunde het verschil tussen snelheid en snelheid in de afstand die nodig is om je berekening uit te voeren. De snelheid wordt berekend op basis van de afgelegde afstand, terwijl de snelheid wordt berekend op basis van de verplaatsing, dat wil zeggen het verschil tussen de eindpositie en de beginpositie.
De snelheid van een lichaam zal dus altijd gelijk zijn aan of groter dan zijn snelheid, aangezien de afgelegde afstand om van het ene punt naar het andere punt te gaan gelijk is aan of groter is dan de verplaatsing tussen deze twee punten.
snelheid en hoeksnelheid
Ten slotte zullen we zien hoe snelheid verschilt van hoeksnelheid, omdat het twee soorten snelheden zijn met totaal verschillende betekenissen.
In de natuurkunde meet de hoeksnelheid de rotatiesnelheid van een lichaam, dat wil zeggen dat de hoeksnelheid de snelheid is waarmee een object roteert.
Daarom is het verschil tussen snelheid en hoeksnelheid dat snelheid de afgelegde afstand per tijdseenheid aangeeft, terwijl de hoeksnelheid de afgelegde hoek per tijdseenheid aangeeft.