Informații generale
Trenul este în mișcare. Gara din Simferopol, Crimeea, Rusia.
Viteza - o măsură a distanței parcursă pentru o anumită perioadă de timp. Viteza poate fi o cantitate scalară și o valoare vectorică, ținând cont de direcția de mișcare. Viteza de mișcare de-a lungul unei linii drepte se numește liniară, iar de-a lungul circumferinței - unghiulară.
Viteza de măsurare
Viteza medie v este găsită prin împărțirea distanței totale parcursă cu Δx cu timpul total Δt. v = Δx / Δt.
În sistemul SI, viteza este măsurată în metri pe secundă. Utilizate pe scară largă sunt, de asemenea, kilometri pe oră în sistemul metric și mile pe oră în SUA și Marea Britanie. Când, pe lângă magnitudine, este indicată direcția, de exemplu 10 metri pe secundă spre nord, atunci vorbim despre viteza vectorului.
Viteza corpurilor care se deplasează cu accelerație poate fi găsită folosind formulele:
- Un corp care se mișcă cu accelerație constantă a. cu viteza inițială u în perioada Δt. are o viteză finită v = u + a × Δt.
- Un corp care se mișcă cu accelerație constantă a. cu viteza inițială u și viteza finită v. are o viteză medie Δv = (u + v) / 2.
Viteze medii
Viteza luminii și sunetului
Conform teoriei relativității, viteza luminii în vid este cea mai rapidă viteză cu care energia și informația se pot mișca. Acesta este notat de constanta c și este c = 299 792 458 metri pe secundă. Materia nu se poate mișca la viteza luminii, deoarece necesită o cantitate infinită de energie, ceea ce este imposibil.
Viteza sunetului este de obicei măsurată într-un mediu elastic și este de 343,2 metri pe secundă în aer uscat la o temperatură de 20 ° C. Viteza sunetului este cea mai scăzută în gaze și cea mai înaltă în corpurile solide. Aceasta depinde de densitatea, elasticitatea și modulul de forfecare al substanței (care arată gradul de deformare a substanței sub sarcină de forfecare). Numărul Mach, M, este raportul dintre viteza unui corp într-un mediu fluid sau gaz și viteza de zgomot în acest mediu. Acesta poate fi calculat prin formula:
Boeing 777-236 / ER G-VIIN, compania aeriană British Airways (British Airways), care apelează la aterizarea de pe aeroportul din Toronto, după numele lui Lester B. Pearson (Canada)
unde a este viteza sunetului în mediu și v este viteza corpului. Numărul Mach este de obicei folosit pentru a determina viteze apropiate de viteza sunetului, de exemplu viteze de zbor. Această valoare nu este constantă; depinde de starea mediului, care, la rândul său, depinde de presiune și temperatură. Viteza supersonică - viteză peste 1 Max.
Viteza vehiculului
Mai jos sunt câteva dintre vitezele vehiculului.
- Avionul de pasageri cu motoare turbofan: viteza de croazieră a avioanelor de pasageri este de la 244 la 257 de metri pe secundă, ceea ce corespunde la 878-926 kilometri pe oră sau M = 0,83-0,87.
- Trenurile de mare viteză (cum ar fi "Shinkansen" în Japonia): astfel de trenuri ating viteze maxime de la 36 la 122 de metri pe secundă, adică de la 130 la 440 kilometri pe oră.
Viteza animalelor
Viteza maxima cu care o pisica poate functiona este de 13 metri pe secunda sau de 47 kilometri pe ora.
Vitezele maxime ale unor animale sunt aproximativ egale:
- Hawk: 89 de metri pe secundă, 320 kilometri pe oră (viteza trenului de mare viteză)
- Ghepard: 31 de metri pe secundă, 112 km pe oră (viteza trenurilor mai rapide de mare viteză)
- Antelope: 27 de metri pe secundă, 97 de kilometri pe oră
- Leu: 22 de metri pe secundă, 79 de kilometri pe oră
- Gazele: 22 de metri pe secundă, 79 de kilometri pe oră
- Gnu: 22 de metri pe secundă, 79 de kilometri pe oră
- Cal: 21 de metri pe secundă, 75 de kilometri pe oră
- Câine de vânătoare: 20 de metri pe secundă, 72 de kilometri pe oră
- Los: 20 de metri pe secundă, 72 de kilometri pe oră
Wellness în Londra. O persoană poate atinge viteze de până la 30 km / h.
Viteza omului
- Oamenii se plimbă cu o viteză de aproximativ 1,4 metri pe secundă sau 5 kilometri pe oră și rulează la o viteză de aproximativ 8,3 metri pe secundă sau până la 30 de kilometri pe oră.
Exemple de viteze diferite
Viteza patru-dimensională
În mecanica clasică, viteza vectorului este măsurată în spațiul tridimensional. Conform teoriei speciale a relativității, spațiul este patru-dimensional, iar în măsurarea vitezei, se ia în considerare și a patra dimensiune, spațiu-timp. Această viteză se numește o viteză în patru dimensiuni. Direcția sa poate varia, dar valoarea este constantă și egală cu c. adică viteza luminii. Viteza patru-dimensională este definită ca
unde x reprezintă linia mondială - curba în spațiu-timp, de-a lungul căreia corpul se mișcă și τ - "timpul potrivit", egal cu intervalul de-a lungul liniei mondiale.
Costum spațial lunar în expoziția Centrului Spațial Kennedy
Viteza de grup
Viteza de grup este viteza de propagare a undelor, care descrie viteza propagării unui grup de valuri și determină viteza transferului energiei valurilor. Se poate calcula ca ∂ω / ∂k. unde k este numărul de undă și ω este frecvența unghiulară. K este măsurată în radiani / metru, iar frecvența scalară a oscilației valurilor ω este exprimată în radiani pe secundă.
Viteza hipersonească
Viteza hipersonic - o viteză mai mare de 3000 de metri pe secundă, care este de multe ori mai mare decât viteza sunetului. corpuri solide care se deplasează cu o viteză de astfel de proprietăți de lichide, deoarece obțin din cauza inerției, sarcina în această stare este mai puternică decât forțele care dețin împreună moleculele de substanță în timpul coliziunilor cu alte organisme. La viteze hipersonice foarte mari care se ciocnesc două corpuri rigide sunt gazificate. În spațiul corpului se mișcă cu o astfel de viteză, iar inginerii de proiectare nave spațiale, stații spațiale și costume spațiale, trebuie să ia în considerare posibilitatea unei coliziuni sau la stația de astronaut cu moloz spațiu și alte obiecte atunci când se lucrează în spațiu deschis. În cazul în care o astfel de coliziune suferă nave spațiale și lambriurilor costum de spațiu. dezvoltatorii de echipamente sunt experimente de impact hypervelocity în laboratoare speciale pentru a determina cât de severă costume coliziune a fost păstrate, precum și panouri și alte părți ale navei spațiale, cum ar fi rezervoare de combustibil și panouri solare, verificarea rezistenței. Pentru aceasta costume și pielea expusă la impact de la obiecte de diferite instalații speciale la viteze supersonice mai mari de 7500 de metri pe secundă.