Скорость и векторная скорость

Вычисляем скорость по пути и времени и видим, как векторная скорость добавляет направление.

Около 3 мин чтения
  • Объясни своими словами, что такое скорость и векторная скорость
  • Точно используй ключевые термины, например скорость
  • Примени изученное к новым примерам и задачам
  • Избегай типичных ошибок в этой теме

Точно описывать движение — первый шаг к его предсказанию. С парой уравнений и парой умных графиков можно вычислить, как быстро движется что угодно — от спринтера до спутника. Эта глава превращает поездки в числа.

Этот урок посвящён скорости и векторной скорости: вычисляем скорость по пути и времени и видим, как векторная скорость добавляет направление.

Определение: Скорость и векторная скорость

Вычисляем скорость по пути и времени и видим, как векторная скорость добавляет направление.

Ключевые идеи

Скорость говорит, как быстро, а векторная скорость — как быстро и куда

Скорость = путь ÷ время — скаляр без направления. Векторная скорость добавляет направление, делая её вектором. Два автомобиля могут ехать со скоростью 20 м/с, но иметь разные векторные скорости, если движутся в противоположных направлениях, — и эта разница важна при столкновениях.

Графики превращают поездки в картинки

На графике зависимости пути от времени наклон (крутизна) равен скорости — чем круче, тем быстрее, а горизонтальный участок означает покой. На графике зависимости скорости от времени наклон даёт ускорение, а площадь под линией — пройденный путь. Один график может заменить целую таблицу данных.

Ключевой термин — скорость: Как быстро что-то движется: пройденный путь, делённый на затраченное время, измеряется в м/с или км/ч.

Разобранный пример: Скорость и векторная скорость

Как найти путь по графику скорости от времени?

Он равен площади под графиком, между линией и осью времени.

Ответ: Он равен площади под графиком, между линией и осью времени.

Типичные ошибки
  • Принимают наклон графика скорости за скорость Наклон графика скорости от времени — это ускорение; сама скорость считывается прямо с вертикальной оси.
  • Путают путь и перемещение Путь — это вся пройденная траектория; перемещение — прямая от старта до финиша, они совпадают только при прямолинейном движении в одну сторону.

Практика

Поезд проходит поворот с постоянной скоростью 40 м/с. Движется ли он с ускорением? Объясни.
Скорость включает направление.

Да — направление меняется, значит, меняется скорость, а значит, поезд движется с ускорением, хотя скорость постоянна.

На графике пути от времени, что означает горизонтальный участок?
Меняется ли путь?

Тело неподвижно — путь не меняется с течением времени.

Бегун пробегает 100 м за 12,5 с. Рассчитай среднюю скорость.
Раздели путь на время.

100 ÷ 12,5 = 8 м/с.

Автомобиль едет с постоянной скоростью 25 м/с в течение 40 с. Какой путь он пройдёт?
Переставь формулу: путь = скорость × время.

25 × 40 = 1000 м.

Быстрая проверка

Скорость и векторная скорость — быстрая проверка

Что из этого лучше всего определяет понятие "скорость"?

Как быстро что-то движется: пройденный путь, делённый на затраченное время, измеряется в м/с или км/ч.

Фургон разгоняется с 10 м/с до 22 м/с за 6 с. Найди ускорение.

(22 − 10) ÷ 6 = 12 ÷ 6 = 2 м/с².
Главные выводы
  • Скорость и векторная скорость: вычисляем скорость по пути и времени и видим, как векторная скорость добавляет направление.
  • Скорость говорит, как быстро, а векторная скорость — как быстро и куда: скорость = путь ÷ время — скаляр без направления.
  • скорость: Скорость в заданном направлении — вектор, поэтому 30 м/с на север и 30 м/с на юг — разные скорости.
  • Смотри не забудь: не принимать наклон графика скорости за скорость