PERBEZAAN ANTARA KELAJUAN DAN KELAJUAN (DENGAN CONTOH) - FIZIKAL - 2025

The perbezaan antara kelajuan dan kelajuan wujud, walaupun kedua-duanya adalah berkaitan kuantiti fizikal. Dalam bahasa umum, satu istilah atau yang lain digunakan secara bergantian seolah-olah mereka adalah sinonim, tetapi dalam Fizik adalah perlu untuk membezakannya.

Artikel ini mendefinisikan kedua konsep, menunjukkan perbezaan, dan menjelaskan, menggunakan contoh, bagaimana dan kapan satu atau yang lain diterapkan. Untuk mempermudah kita menganggap zarah bergerak dan dari sana kita akan mengkaji konsep kepantasan dan kepantasan.

Rajah 1. Kelajuan dan halaju zarah bergerak dalam lengkung. Disediakan oleh: F. Zapata.

Perbezaan antara kelajuan dan kelajuan

	Kepantasan	Kepantasan
Definisi	Ia adalah jarak yang dilalui setiap unit masa	Ini adalah perpindahan (atau perubahan kedudukan) di setiap unit waktu
Notasi	v	v
Jenis objek matematik	Mendaki	Vektor
Formula (untuk jangka masa yang terhad) *	v = Δs / Δt	v = Δr / Δt
Formula (untuk jangka masa tertentu) **	v = ds / dt = s '(t)	v = dr / dt = r '(t)
Penjelasan formula	* Panjang jalan yang dilalui dibahagi dengan jangka masa yang digunakan untuk melaluinya. ** Dalam kelajuan seketika, jangka masa cenderung menjadi sifar. ** Operasi matematik adalah turunan dari lengkok jalan sebagai fungsi masa sehubungan dengan t waktu sekejap.	* Perpindahan vektor dibahagi dengan jangka masa di mana perpindahan itu berlaku. ** Pada kelajuan seketika selang masa cenderung menjadi sifar. ** Operasi matematik adalah turunan fungsi kedudukan berkenaan dengan masa.
ciri	Untuk menyatakannya, hanya bilangan nyata positif yang diperlukan, tanpa mengira dimensi ruang di mana pergerakan itu berlaku. ** Kelajuan sekejap adalah nilai mutlak kelajuan sekejap.	Mungkin memerlukan lebih dari satu nombor nyata (positif atau negatif) untuk menyatakannya, bergantung pada dimensi ruang di mana pergerakan itu berlaku. ** Modulus kecepatan sesaat adalah kelajuan seketika.

Contoh dengan kelajuan seragam pada bahagian lurus

Pelbagai aspek kepantasan dan kepantasan dirangkum dalam jadual di atas. Kemudian, untuk melengkapkan, pertimbangkan beberapa contoh yang menggambarkan konsep yang terlibat dan hubungannya:

- Contoh 1

Anggap semut merah bergerak di sepanjang garis lurus dan mengikut arah yang ditunjukkan dalam gambar di bawah.

Gambar 2. Semut di jalan lurus. Sumber: F. Zapata.

Di samping itu, semut bergerak secara seragam sehingga menempuh jarak 30 milimeter dalam jangka masa 0,25 saat.

Tentukan kelajuan dan halaju semut.

Penyelesaian

Kelajuan semut dikira dengan membahagi jarak Δs yang dilalui dengan jangka masa Δt.

v = Δs / Δt = (30 mm) / (0.25s) = 120 mm / s = 12 cm / s

Kelajuan semut dikira dengan membahagikan anjakan Δ r dengan jangka masa di mana perpindahan itu dibuat.

Perpindahan adalah 30 mm dalam arah 30º berkenaan dengan sumbu X, atau dalam bentuk padat:

Δ r = (30 mm | 30º)

Dapat diperhatikan bahawa perpindahan terdiri dari magnitud dan arah, kerana ia adalah kuantiti vektor. Sebagai alternatif, anjakan dapat dinyatakan mengikut komponen Cartesian X dan Y, dengan cara ini:

Δ r = (30 mm * cos (30º); 30 mm * sin (30º)) = (25.98 mm; 15.00 mm)

Kelajuan semut dikira dengan membahagikan perpindahan dengan jangka masa di mana ia dibuat:

v = Δ r / Δt = ( 25,98 mm / 0,25 s; 15,00 mm / 0,25 s) = (103,92; 60,00) mm / s

Halaju dalam komponen Cartesian X dan Y dan dalam unit cm / s adalah:

v = (10.392; 6.000) cm / s.

Sebagai alternatif vektor halaju dapat dinyatakan dalam bentuk kutubnya (modulus | arah) seperti yang ditunjukkan:

v = (12 cm / s | 30º).

Catatan : dalam contoh ini, kerana kelajuan tetap, kelajuan rata-rata dan kelajuan sekejap bertepatan. Modulus kelajuan sekejap didapati adalah kelajuan sekejap.

Contoh 2

Semut yang sama dalam contoh sebelumnya pergi dari A ke B, kemudian dari B ke C dan akhirnya dari C ke A, mengikuti jalur segitiga yang ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar 3. Jalan segitiga semut. Sumber: F. Zapata.

Bahagian AB merangkumi dalam 0.2s; BC menjalankannya dalam 0.1s dan akhirnya CA menjalankannya dalam 0.3s. Cari kelajuan purata perjalanan ABCA dan kelajuan purata perjalanan ABCA.

Penyelesaian

Untuk mengira kelajuan purata semut, kita mulakan dengan menentukan jumlah jarak perjalanan:

Δs = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

Jangka masa yang digunakan untuk keseluruhan perjalanan adalah:

Δt = 0.2s + 0.1s + 0.3s = 0.6 s.

Oleh itu, kelajuan min semut adalah:

v = Δs / Δt = (12 cm) / (0.6s) = 20 cm / s.

Seterusnya, kelajuan rata-rata semut di laluan ABCA dikira. Dalam kes ini, anjakan yang dilakukan oleh semut adalah:

Δ r = (0 cm; 0 cm)

Ini kerana ofset adalah perbezaan antara kedudukan akhir tolak kedudukan permulaan. Oleh kerana kedua-dua posisi itu sama, maka perbezaannya adalah nol, mengakibatkan perpindahan nol.

Perpindahan nol ini dilakukan dalam jangka masa 0.6s, jadi kecepatan rata-rata semut adalah:

v = (0 cm; 0 cm) / 0.6s = (0; 0) cm / s.

Kesimpulan : kelajuan purata 20 cm / s, tetapi kelajuan rata-rata adalah sifar di jalur ABCA.

Contoh dengan kelajuan seragam pada bahagian melengkung

Contoh 3

Serangga bergerak pada bulatan dengan radius 0,2 m dengan kelajuan seragam, sehingga mulai dari A dan tiba di B, ia bergerak ¼ dari keliling dalam 0,25 s.

Gambar 4. Serangga di bahagian bulat. Sumber: F. Zapata.

Tentukan kelajuan dan halaju serangga di bahagian AB.

Penyelesaian

Panjang lengkok lengkung antara A dan B adalah:

Δs = 2πR / 4 = 2π (0.2m) / 4 = 0.32 m.

Menerapkan definisi kelajuan purata yang kita ada:

v = Δs / Δt = 0,32 m / 0,25 s = 1,28 m / s.

Untuk mengira kelajuan purata, perlu mengira vektor anjakan antara kedudukan awal A dan kedudukan akhir B:

Δ r = (0, R) - (R, 0) = (-R, R) = (-0.2, 0.2) m

Dengan menggunakan definisi kelajuan purata, kami memperoleh:

v = Δ r / Δt = (-0.2, 0.2) m / 0.25s = (-0.8, 0.8) m / s.

Ungkapan sebelumnya adalah kelajuan rata-rata antara A dan B yang dinyatakan dalam bentuk Cartesian. Sebagai alternatif, kelajuan rata-rata dapat dinyatakan dalam bentuk kutub, iaitu, modul dan arah:

- v - = ((-0.8) ^ 2 + 0.8 ^ 2) ^ (½) = 1.13 m / s

Arah = arctan (0.8 / (-0.8)) = arctan (-1) = -45º + 180º = 135º berkenaan dengan paksi X.

Akhirnya, vektor halaju min dalam bentuk kutub adalah: v = (1,13 m / s | 135º).

Contoh 4

Dengan andaian bahawa permulaan awal serangga dalam contoh sebelumnya adalah 0s dari titik A, kita mempunyai vektor kedudukannya pada titik t diberikan oleh:

r (t) =.

Tentukan halaju dan kelajuan seketika untuk bila-bila masa t.

Penyelesaian

1. Alonso M., Finn E. Jilid fizik I: Mekanik. 1970. Fondo Educativo Interamericano SA
2. Hewitt, P. Sains Fizikal Konseptual. Edisi kelima. Pearson.
3. Muda, Hugh. Fizik Universiti dengan Fizik Moden. Ed. 14 Pearson.
4. Wikipedia. Kepantasan. Dipulihkan dari: es.wikipedia.com
5. Zita, A. Perbezaan antara kelajuan dan kelajuan. Dipulihkan dari: differentiator.com