Gjennomsnittlig hastighet: Hvordan beregne og eksempler
Gjennomsnittlig hastighet eller gjennomsnittshastighet er definert som kvoten mellom mellomrom som er reist og tiden som går gjennom dette rommet. Hastigheten er en grunnleggende størrelse både i det fysiske og det daglige livet til folket. Det er til stede i nesten alle aspekter av folks liv.
Denne tilstedeværelsen av fart er spesielt merkbar i dagens samfunn, der det er en økende etterspørsel etter umiddelbarhet. Selvfølgelig er hastigheten også i hovedsak knyttet til en rekke fysiske fenomener. På en eller annen måte har alle en intuitiv ide, mer eller mindre nøyaktig, om begrepet fart.
Det er nødvendig å skille mellom gjennomsnittsfart og øyeblikkelig fart. Den øyeblikkelige hastigheten er den hastigheten som en kropp bærer på et bestemt tidspunkt, mens gjennomsnittshastigheten er kvoten mellom forskyvning og tid.
I tillegg bør det bemerkes at hastigheten er en skalar mengde; det vil si at den har en retning, en følelse og en modul. På denne måten tilføres hastighet i en retning.
I det internasjonale systemet måles hastighet i meter per sekund (m / s), selv om andre enheter ofte brukes i dagliglivet, for eksempel kilometer per time (km / t).
Hvordan beregne det?
Beregningen av gjennomsnittshastigheten utføres fra følgende uttrykk:
v m = Δs / Δt = (s f - s 0 ) / (t f - t 0 )
I denne ligningen er v m gjennomsnitthastigheten, Δs er økningen av forskyvningen, og At er tidenes økning. På den annen side er sf og s 0 henholdsvis den endelige og den første forskyvning; mens t f og t 0 er henholdsvis den endelige og innledende tid.
Et annet uttrykk for beregningen av gjennomsnittshastigheten er:
v m = s t / t t
I dette uttrykket er t den totale forskyvningen, og t t er den totale tiden investert i å gjøre denne forskyvningen.
Som det er observert i denne beregningen, tas kun den totale forskyvningen og den totale tiden som er ansatt i den i betraktning, uten at det til enhver tid er nødvendig å ta hensyn til hvordan denne forskyvningen har skjedd.
Det er heller ikke nødvendig å vite om kroppen har akselerert, har stoppet eller har gjort hele reisen med konstant fart.
Det kan ofte være nødvendig å utføre den inverse beregningen for å bestemme total forskyvning fra gjennomsnittsfart og total tid brukt.
I så fall må vi bare fjerne forskyvningen av den første ligningen for å få uttrykket som lar oss beregne det:
Δs = v m ∙ Δt
Det kan også gjøres hvis du trenger å beregne tiden brukt på en forskyvning utført med en kjent gjennomsnittshastighet:
Δt = v m ∙ Δs
Måleenheter for hastighet
Hastigheten kan uttrykkes med forskjellige enheter. Som allerede nevnt ovenfor, i det internasjonale systemet er måleenheten måleren per sekund.
Men avhengig av konteksten kan det være mer praktisk eller mer praktisk å bruke andre enheter. I tilfelle av transportmiddel, blir kilometer / time vanligvis brukt.
På den annen side bruker de i fot-saksiske enheter system fot per sekund ( ft / s ) eller mil per time ( mph ) for transportmiddelet.
I maritim navigasjon brukes knuten vanligvis; På den annen side, i luftfart, brukes Mach-nummeret noen ganger, som er definert som kvoten mellom kroppens hastighet og lydens hastighet.
Eksempler på beregning av gjennomsnittsfart
Første eksempel
Et typisk eksempel der det kan være nødvendig å beregne gjennomsnittshastigheten er en forskyvning mellom to separate byer.
Anta at saken der både den totale forskyvningen (som ikke må sammenfalle med avstanden mellom de to byene) gjort på reisen mellom de to byene, for eksempel 216 kilometer, er kjent, samt tiden som er brukt på den ruten -For eksempel tre timer-.
Beregningen av gjennomsnittshastigheten vil bli utført som følger:
v m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / t
Hvis det er ønskelig å uttrykke hastigheten i enheter i det internasjonale systemet, bør følgende konvertering utføres:
v m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, siden en kilometer er tusen meter og en time har 3600 sekunder.
Andre eksempel
Et annet praktisk tilfelle med å beregne gjennomsnittsfart er når flere turer har blitt gjort i en gitt tidsperiode.
Anta at en kvinne som har gjort flere sykkelturer i flere dager, og vil vite hva gjennomsnittshastigheten til reisen hennes var.
Kvinnen har reist følgende avstander langs de påfølgende dagene: 30 kilometer, 50 kilometer, 40 kilometer og 20 kilometer.
De respektive tider som ble brukt var følgende: en og en halv time, to og en halv time, to og en halv time og en og en halv time. Deretter beregnes den resulterende gjennomsnittshastigheten som følger:
v m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1, 5 + 2, 5 + 2, 5 + 1, 5) = 17, 5 km / t
Eksempler på gjennomsnittsfart
Det kan være interessant å vite noen eksempler på gjennomsnittlig forskyvningshastighet for å få en mer intuitiv ide om de forskjellige verdiene som fart kan ta.
Når det gjelder en person som går, vurderes verdien av gjennomsnittshastigheten til å være 5 kilometer i timen. Hvis den samme personen kjører, kan han nå halvparten av den gjennomsnittlige hastigheten.
Den gjennomsnittlige hastigheten til en amatør syklist kan estimeres til rundt 16 kilometer i timen, mens for en profesjonell syklist på vei gjennomsnittsfart når verdien av 45 kilometer i timen.
Kategori 1 orkaner kan ha en gjennomsnittlig hastighet på 119 kilometer i timen. Endelig er den gjennomsnittlige orbitalhastigheten til jorden rundt Sola 107 218 kilometer i timen.
