Vahe hetkese ja keskmise kiiruse vahel

Hetkeline vs keskmine kiirus
 

Kiirus on mehaanikas väga oluline mõiste. Objekti paljud omadused, näiteks kineetiline energia ja viskoossus, sõltuvad objekti kiirusest. Kiiruse mõistet kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu kineetika, kinemaatika, dünaamika, astrofüüsika ja isegi tehnika. Sellistes väljades silma paistmiseks on ülioluline omada hetkekiiruse ja keskmise kiiruse mõisteid. Selles artiklis käsitleme hetkekiirust ja keskmist kiirust, nende sarnasusi, hetkekiiruse ja keskmise kiiruse määratlusi ning lõpuks erinevust keskmise kiiruse ja hetkekiiruse vahel.

Mis on hetkeline kiirus?

Kõigepealt tuleb mõista kiiruse mõistet, mõista hetkekiiruse mõistet õigesti. Kiirus on keha füüsiline suurus. Hetkekiirust saab anda kui objekti hetkekiirust suunaga, millega objekt sel hetkel liigub. Newtoni mehaanikas on kiirus määratletud kui nihke muutumise kiirus. Nii kiirus kui ka nihe on vektorid. Neil on kvantitatiivne väärtus ja suund. Ainuüksi kiiruse kvantitatiivset väärtust nimetatakse kiiruse mooduliks. See on võrdne objekti kiirusega. Objekti kiirus on otseselt seotud objekti kineetilise energiaga. Relatiivsusteooria soovitab täiustatud versiooni, mida siin ei arutata. Relatiivsusteooria soovitab ka, et objekti jälgitav mass suureneb, kui objekti kiirust suurendatakse. Objekti kiirus sõltub ainult objekti ruumi-aja koordinaadi muutustest. Objekti hetkeline kiirus on vahemaa, mille objekt on läbinud lõpmatu aja jooksul. Seda tähistatakse matemaatiliselt dx / dt-ga, kus x on nihkevektor. Hetkekiiruseks võib lugeda kiirust, mida objekt koheselt tunneb. Hetkekiirus on aja funktsioon. Netojõu alla paigutatud objekti puhul muutub hetkekiirus alati. Püsiva kiirusega liikuva objekti puhul on hetkekiirus konstant.

Mis on keskmine kiirus?

Keskmine kiirus on hetkeliste kiiruste keskmine väärtus teatud aja jooksul. Kuna seda on raske saada, kasutatakse keskmise kiiruse arvutamiseks lihtsat meetodit. Liikumise keskmine kiirus on objekti kogu läbitud vahemaa jagatud teekonnaks kulunud ajaga. Kui objekti tee on sirge, saab keskmise kiiruse vektori hõlpsalt saada. Teine meetod keskmise kiiruse saamiseks on hetkekiiruse integreerimine teekonna ajaga. Nii saadakse objekti läbitud vahemaa. Jagades selle koguse teekonnaks kulunud ajaga, saab arvutada keskmise kiiruse.