ความเร็วเฉลี่ย: วิธีคำนวณและตัวอย่าง - กายภาพ - 2025

เฉลี่ยความเร็วหรือเฉลี่ยความเร็วถูกกำหนดให้เป็นความฉลาดทางระหว่างพื้นที่เดินทางและเวลาที่ใช้ในการเดินทางว่าพื้นที่ ความเร็วเป็นปริมาณพื้นฐานทั้งในฟิสิกส์และในชีวิตประจำวันของผู้คน มีอยู่ในเกือบทุกแง่มุมของชีวิตผู้คน

การปรากฏตัวของความเร็วนี้เป็นที่สังเกตได้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสังคมปัจจุบันซึ่งมีความต้องการความฉับไวเพิ่มขึ้น แน่นอนว่าความเร็วยังเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางกายภาพมากมาย อย่างไรก็ตามทุกคนมีความคิดที่เข้าใจง่ายถูกต้องไม่มากก็น้อยเกี่ยวกับแนวคิดของความเร็ว

จำเป็นต้องแยกแยะระหว่างความเร็วเฉลี่ยและความเร็วในทันที ความเร็วทันทีคือความเร็วที่ร่างกายแบกรับในช่วงเวลาหนึ่งขณะที่ความเร็วเฉลี่ยคือผลหารระหว่างการเคลื่อนที่และเวลา

นอกจากนี้ควรสังเกตว่าความเร็วเป็นปริมาณสเกลาร์ นั่นคือมันมีทิศทางความรู้สึกและโมดูล ด้วยวิธีนี้ความเร็วจะถูกนำไปใช้ในทิศทางเดียว

ในระบบสากลความเร็วจะวัดเป็นเมตรต่อวินาที (m / s) แม้ว่าหน่วยอื่น ๆ มักจะใช้ในชีวิตประจำวันเช่นกิโลเมตรต่อชั่วโมง (กม. / ชม.)

วิธีการคำนวณ?

การคำนวณความเร็วเฉลี่ยทำได้จากนิพจน์ต่อไปนี้:

v _ม = ∆s / ∆t = (s _{f -} s ₀ ) / (เสื้อ_{f -}เสื้อ₀ )

ในสมการนี้ v _mคือความเร็วเฉลี่ย ∆s คือการเพิ่มการกระจัดและ ∆t คือการเพิ่มเวลา ในทางกลับกัน s _fและ s ₀คือการกระจัดครั้งสุดท้ายและครั้งแรกตามลำดับ ในขณะที่ t _fและ t ₀เป็นเวลาสุดท้ายและเวลาเริ่มต้นตามลำดับ

นิพจน์อื่นสำหรับการคำนวณความเร็วเฉลี่ยคือ:

v _m = s _t / t _{เสื้อ}

ในนิพจน์นี้_tคือการกระจัดทั้งหมดและ_{t t}คือเวลาทั้งหมดที่ลงทุนในการสร้างการกระจัดนั้น

ดังที่เห็นได้จากการคำนวณนี้จะมีการพิจารณาเฉพาะการกระจัดทั้งหมดและเวลาทั้งหมดที่ใช้ไปเท่านั้นโดยไม่จำเป็นต้องพิจารณาว่าการกระจัดนั้นเกิดขึ้นเมื่อใด

และไม่จำเป็นต้องรู้ว่าร่างกายได้เร่งหยุดหรือเดินทางไปตลอดทางด้วยความเร็วคงที่

บ่อยครั้งที่อาจจำเป็นต้องทำการคำนวณย้อนกลับเพื่อหาการกระจัดทั้งหมดจากความเร็วเฉลี่ยและเวลาทั้งหมดที่ใช้

ในกรณีนั้นคุณต้องแก้ปัญหาสำหรับการกระจัดของสมการแรกเพื่อให้ได้นิพจน์ที่ช่วยให้คำนวณได้:

∆s = v _m ∙ ∆t

สามารถทำได้เช่นเดียวกันหากจำเป็นต้องคำนวณเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนไหวด้วยความเร็วเฉลี่ยที่ทราบ:

∆t = v _m ∆ ∆s

หน่วยวัดความเร็ว

ความเร็วสามารถแสดงในหน่วยต่างๆ ดังที่ได้กล่าวมาแล้วในระบบสากลหน่วยการวัดคือเมตรต่อวินาที

อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับบริบทการใช้หน่วยอื่นอาจสะดวกกว่าหรือใช้งานได้จริงมากกว่า ดังนั้นในกรณีของการขนส่งมักใช้กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ในส่วนของระบบหน่วยแองโกล - แซกซอนพวกเขาใช้การเดินเท้าต่อวินาที (ฟุต / วินาที) หรือไมล์ต่อชั่วโมง (ไมล์ต่อชั่วโมง) ในกรณีของการขนส่ง

ในการนำทางทะเลมักใช้เงื่อน ในทางกลับกันในการบินบางครั้งจะใช้หมายเลข Mach ซึ่งกำหนดให้เป็นผลหารระหว่างความเร็วของร่างกายและความเร็วของเสียง

ตัวอย่างการคำนวณความเร็วเฉลี่ย

ตัวอย่างแรก

ตัวอย่างทั่วไปที่อาจจำเป็นในการคำนวณความเร็วเฉลี่ยคือการเดินทางระหว่างสองเมืองที่แยกจากกัน

สมมติว่าในกรณีที่ทราบการกระจัดทั้งหมด (ซึ่งไม่จำเป็นต้องตรงกับระยะทางระหว่างสองเมือง) ในการเดินทางระหว่างสองเมืองเช่น 216 กิโลเมตรรวมทั้งเวลาที่ใช้ในการเดินทางนั้น - ตัวอย่างเช่นสามชั่วโมง -

การคำนวณความเร็วเฉลี่ยจะทำได้ดังนี้:

v _m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 กม. / ชม

หากต้องการแสดงความเร็วในหน่วยระบบสากลควรดำเนินการแปลงต่อไปนี้:

v _m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s เนื่องจากกิโลเมตรคือหนึ่งพันเมตรและหนึ่งชั่วโมงมี 3600 วินาที

ตัวอย่างที่สอง

อีกกรณีหนึ่งในการคำนวณความเร็วเฉลี่ยคือเมื่อมีการเคลื่อนไหวหลายครั้งในช่วงเวลาที่กำหนด

สมมติว่าผู้หญิงคนหนึ่งที่ปั่นจักรยานเที่ยวหลายครั้งเป็นเวลาหลายวันและอยากรู้ว่าความเร็วรวมเฉลี่ยของการเดินทางของเธอเป็นเท่าใด

ผู้หญิงคนนี้เดินทางในระยะทางดังต่อไปนี้ตลอดหลายวันต่อเนื่อง: 30 กิโลเมตร 50 กิโลเมตร 40 กิโลเมตรและ 20 กิโลเมตร

เวลาที่ใช้ตามลำดับ ได้แก่ ชั่วโมงครึ่งสองชั่วโมงครึ่ง 2 ชั่วโมงครึ่งและชั่วโมงครึ่ง จากนั้นความเร็วเฉลี่ยที่ได้จะคำนวณดังนี้:

v _m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1.5 + 2.5 + 2.5 + 1.5) = 17.5 กม. / ชม.

ตัวอย่างความเร็วเฉลี่ย

อาจเป็นเรื่องน่าสนใจที่จะทราบตัวอย่างของความเร็วในการเดินทางโดยเฉลี่ยเพื่อให้เข้าใจถึงค่าต่างๆที่ความเร็วสามารถทำได้ง่ายขึ้น

ในกรณีของคนที่เดินค่าความเร็วเฉลี่ยของเขาจะถือเป็น 5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ถ้าคนคนเดียวกันวิ่งเขาสามารถทำความเร็วเฉลี่ยได้ถึงครึ่งหนึ่ง

ความเร็วเฉลี่ยของนักปั่นมือสมัครเล่นสามารถประมาณได้ประมาณ 16 กิโลเมตรต่อชั่วโมงในขณะที่นักปั่นจักรยานมืออาชีพบนท้องถนนความเร็วเฉลี่ยอยู่ที่ 45 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

พายุเฮอริเคนระดับ 1 สามารถมีความเร็วเฉลี่ย 119 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในที่สุดความเร็วในการโคจรเฉลี่ยของโลกรอบดวงอาทิตย์อยู่ที่ 107,218 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

อ้างอิง

1. ความเร็ว (nd) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2018 จาก en.wikipedia.org.
2. ความเร็ว (nd) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
3. กิโลเมตรต่อชั่วโมง (na) ในวิกิพีเดีย. สืบค้นเมื่อวันที่ 23 เมษายน 2018 จาก es.wikipedia.org.
4. Richard P.Feynman, Robert B. Leighton, Matthew Sands การบรรยายของไฟน์แมนเรื่องฟิสิกส์
5. Elert, Glenn "ความเร็วและความเร็ว". Hypertextbook ฟิสิกส์ สืบค้นเมื่อ 23 เมษายน 2561.