Скорость — Википедия

Скорость
v→=dr→dt{\displaystyle {\vec {v}}={\frac {\mathrm {d} {\vec {r}}}{\mathrm {d} t}}}
Размерность	LT−1
СИ	м/с
СГС	см/с
вектор

Ско́рость (часто обозначается v→{\displaystyle {\vec {v}}}, от англ. velocity или фр. vitesse, исходно от лат. vēlōcitās) — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки относительно выбранной системы отсчёта; по определению, равна производной радиус-вектора точки по времени^[1]. Этим же словом называют и скалярную величину — либо модуль вектора скорости, либо алгебраическую скорость точки, то есть проекцию этого вектора на касательную к траектории точки^[2].

Термин «скорость» используют в науке и в широком смысле, понимая под ним быстроту изменения какой-либо величины (не обязательно радиус-вектора) в зависимости от другой (чаще подразумеваются изменения во времени, но также в пространстве или любой другой). Так, например, говорят об угловой скорости, скорости изменения температуры, скорости химической реакции, групповой скорости, скорости соединения и т. д. Математически «быстрота изменения» характеризуется производной рассматриваемой величины.

Расширениями понятия скорости являются четырёхмерная скорость, или скорость в релятивистской механике, и обобщённая скорость, или скорость в обобщённых координатах.

Скорость точки в классической механике[править | править код]

Вектор скорости материальной точки в каждый момент времени определяется как производная по времени радиус-вектора r→{\displaystyle {\vec {r}}} текущего положения этой точки, так что^[3]:

v→=dr→dt≡vττ→,{\displaystyle {\vec {v}}={\mathrm {d} {\vec {r}} \over \mathrm {d} t}\equiv v_{\tau }{\vec {\tau }},}

где τ→≡dr→/ds{\displaystyle {\vec {\tau }}\equiv \mathrm {d} {\vec {r}}/\mathrm {d} s} — единичный вектор касательной, проходящей через текущую точку траектории (он направлен в сторону возрастания дуговой координаты s{\displaystyle s} движущейся точки), а vτ≡s˙{\displaystyle v_{\tau }\equiv {\dot {s}}} — проекция вектора скорости на направление упомянутого единичного вектора, равная производной дуговой координаты по времени и именуемая алгебраической скоростью точки. В соответствии с приведёнными формулами, вектор скорости точки всегда направлен вдоль касательной, а алгебраическая скорость точки может отличаться от модуля v{\displaystyle v} этого вектора лишь знаком^[4]. При этом:

• если дуговая координата возрастает, то векторы v→{\displaystyle {\vec {v}}} и τ→{\displaystyle {\vec {\tau }}} сонаправлены, а алгебраическая скорость положительна;
• если дуговая координата убывает, то векторы v→{\displaystyle {\vec {v}}} и τ→{\displaystyle {\vec {\tau }}} противонаправлены, а алгебраическая скорость отрицательна.

Не следует смешивать дуговую координату и пройденный точкой путь. Путь s~{\displaystyle {\tilde {s}}}, пройденный точкой за промежуток времени от t0{\displaystyle t_{0}} до t{\displaystyle t}, может быть найден так:

s~=∫t0t|s˙|dt;{\displaystyle {\tilde {s}}=\int _{t_{0}}^{t}|{\dot {s}}|\,\mathrm {d} t\;;}

лишь в случае, когда алгебраическая скорость точки всё время неотрицательна, связь пути и дуговой координаты достаточно проста: путь совпадает с приращением дуговой координаты за время от t0{\displaystyle t_{0}} до t{\displaystyle t} (если же при этом начало отсчёта дуговой координаты совпадает с начальным положением движущейся точки, то s~{\displaystyle {\tilde {s}}} будет совпадать с s{\displaystyle s}).

Если алгебраическая скорость точки не меняется с течением времени (или, что то же самое, модуль скорости постоянен), то движение точки называется^[5]равномерным (алгебраическое касательное ускорение s¨{\displaystyle {\ddot {s}}} при этом тождественно равно нулю).

Предположим, что s¨⩾0{\displaystyle {\ddot {s}}\geqslant {0}}. Тогда при равномерном движении скорость точки (алгебраическая) будет равна отношению пройденного пути s~{\displaystyle {\tilde {s}}} к промежутку времени t−t0{\displaystyle t-t_{0}}, за который этот путь был пройден:

s˙cp=s~t−t0.{\displaystyle {\dot {s}}^{\,\mathrm {cp} }={{\tilde {s}} \over t-t_{0}}\;.}

В общем же случае аналогичные отношения

v→cp=r→−r→0t−t0≡Δr→Δt{\displaystyle {\vec {v}}^{\,\,\mathrm {cp} }={{\vec {r}}-{\vec {r}}_{0} \over t-t_{0}}\equiv {\Delta {\vec {r}} \over \Delta {t}}}     и     s˙cp=s−s0t−t0≡ΔsΔt{\displaystyle {\dot {s}}^{\,\mathrm {cp} }={s-s_{0} \over t-t_{0}}\equiv {\Delta {s} \over \Delta {t}}}

определяют соответственно среднюю скорость точки^[6] и её среднюю алгебраическую скорость; если термином «средняя скорость» пользуются, то о величинах v→{\displaystyle {\vec {v}}} и s˙{\displaystyle {\dot {s}}} говорят (чтобы избежать путаницы) как о мгновенных скоростях.

Иллюстрация средней и мгновенной скорости

Не следует смешивать два введённых выше понятия средней скорости. Во-первых, v→cp{\displaystyle {\vec {v}}^{\,\,\mathrm {cp} }} — вектор, а s˙cp{\displaystyle {\dot {s}}^{\,\mathrm {cp} }} — скаляр. Во-вторых, эти величины могут не совпадать по модулю. Так, пусть точка движется движется по винтовой линии и за время своего движения проходит один виток; тогда модуль средней скорости этой точки будет равен отношению шага винтовой линии (то есть расстояния между её витками) ко времени движения, а модуль средней алгебраической скорости — отношению длины витка ко времени движения.

Для тела протяжённых размеров понятие «скорости» (тела как такового, а не одной из его точек) не может быть определено; исключение составляет случай мгновенно-поступательного движения. Говорят, что абсолютно твёрдое тело совершает мгновенно-поступательное движение, если в данный момент времени скорости всех составляющих его точек равны^[7]; тогда можно, разумеется, положить скорость тела равной скорости любой из его точек. Так, например, равны скорости всех точек кабинки колеса обозрения (если, конечно, пренебречь колебаниями кабинки).

В общем же случае скорости точек, образующих твёрдое тело, не равны между собой. Так, например, для катящегося без проскальзывания колеса модули скоростей точек на ободе относительно дороги принимают значения от нуля (в точке касания с дорогой) до удвоенного значения скорости центра колеса (в точке, диаметрально противоположной точке касания). Распределение скоростей точек абсолютно твёрдого тела описывается кинематической формулой Эйлера.

В декартовых координатах[править | править код]

В прямоугольной декартовой системе координат^[8]:

v=vxi+vyj+vzk.{\displaystyle \mathbf {v} =v_{x}\mathbf {i} +v_{y}\mathbf {j} +v_{z}\mathbf {k} .}

В то же время r=xi+yj+zk,{\displaystyle \mathbf {r} =x\mathbf {i} +y\mathbf {j} +z\mathbf {k} ,} поэтому

v=d(xi+yj+zk)dt=dxdti+dydtj+dzdtk.{\displaystyle \mathbf {v} ={\frac {\mathrm {d} (x\mathbf {i} +y\mathbf {j} +z\mathbf {k} )}{\mathrm {d} t}}={\frac {\mathrm {d} x}{\mathrm {d} t}}\mathbf {i} +{\frac {\mathrm {d} y}{\mathrm {d} t}}\mathbf {j} +{\frac {\mathrm {d} z}{\mathrm {d} t}}\mathbf {k} .}

Таким образом, координаты вектора скорости — это скорости изменения соответствующей координаты материальной точки^[8]:

vx=dxdt;vy=dydt;vz=dzdt.{\displaystyle v_{x}={\frac {\mathrm {d} x}{\mathrm {d} t}};v_{y}={\frac {\mathrm {d} y}{\mathrm {d} t}};v_{z}={\frac {\mathrm {d} z}{\mathrm {d} t}}.}

В цилиндрических координатах[править | править код]

Скорость в полярных координатах

В цилиндрических координатах R,φ,z{\displaystyle R,\varphi ,z}^[8]:

vR=dRdt;vφ=Rdφdt;vz=dzdt.{\displaystyle v_{R}={\frac {\mathrm {d} R}{\mathrm {d} t}};v_{\varphi }=R{\frac {\mathrm {d} \varphi }{\mathrm {d} t}};v_{z}={\frac {\mathrm {d} z}{\mathrm {d} t}}.}

vφ{\displaystyle v_{\varphi }} носит название поперечной скорости, vR{\displaystyle v_{R}} — радиальной.

В сферических координатах[править | править код]

В сферических координатах R,φ,θ{\displaystyle R,\varphi ,\theta }^[8]:

vR=dRdt;vφ=Rsin⁡θdφdt;vθ=Rdθdt.{\displaystyle v_{R}={\frac {\mathrm {d} R}{\mathrm {d} t}};v_{\varphi }=R\sin \theta {\frac {\mathrm {d} \varphi }{\mathrm {d} t}};v_{\theta }=R{\frac {\mathrm {d} \theta }{\mathrm {d} t}}.}

Обобщениями понятия скорости является четырёхмерная скорость, или скорость в релятивистской механике, и обобщённая скорость, или скорость в обобщённых координатах^[8].

Четырёхмерная скорость[править | править код]

В специальной теории относительности каждому событию ставится в соответствие точка пространства Минковского, три координаты которого представляют собой декартовы координаты трёхмерного евклидова пространства, а четвёртая ― временну́ю коодинату ct{\displaystyle ct}, где c{\displaystyle c} ― скорость света, t{\displaystyle t} ― время события. Компоненты четырёхмерного вектора скорости связаны с проекциями трёхмерного вектора скорости следующим образом^[8]:

v0=c1−v2c2;v1=vx1−v2c2;v2=vy1−v2c2;v3=vz1−v2c2.{\displaystyle v_{0}={\frac {c}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}};v_{1}={\frac {v_{x}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}};v_{2}={\frac {v_{y}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}};v_{3}={\frac {v_{z}}{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}.}

Четырёхмерный вектор скорости является времениподобным вектором, то есть лежит внутри светового конуса^[8].

В обобщённых координатах[править | править код]

Следует различать координатную и физическую скорости. При введении криволинейных или обобщённых координат положение тел описывается их зависимостью от времени. Производные от координат тела по времени при этом называются координатными скоростями.

В классической механике Ньютона скорости преобразуются при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую согласно преобразованиям Галилея. Если скорость тела в системе отсчёта S{\displaystyle S} была равна v→{\displaystyle {\vec {v}}}, а скорость системы отсчёта S′{\displaystyle S’} относительно системы отсчёта S{\displaystyle S} равна u→{\displaystyle {\vec {u}}}, то скорость тела при переходе в систему отсчёта S′{\displaystyle S’} будет равна^[8]

v→′=v→−u→.{\displaystyle {\vec {v}}’={\vec {v}}-{\vec {u}}.}

Для скоростей, близких к скорости света преобразования Галилея становятся несправедливы. При переходе из системы S{\displaystyle S} в систему S′{\displaystyle S’} необходимо использовать преобразования Лоренца для скоростей^[8]:

vx′=vx−u1−(vxu)/c2,vy′=vy1−u2c21−(vxu)/c2,vz′=vz1−u

ru.wikipedia.org

Скорость — это… Что такое Скорость?

Ско́рость (часто обозначается , от англ. velocity или фр. vitesse) — векторная физическая величина, характеризующая быстроту перемещения и направления движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системы отсчёта (например, угловая скорость). Этим же словом может называться скалярная величина, точнее модуль производной радиус-вектора.

В науке используется также скорость в широком смысле, как быстрота изменения какой-либо величины (не обязательно радиус-вектора) в зависимости от другой (чаще изменения во времени, но также в пространстве или любой другой). Так, например, говорят о скорости изменения температуры, скорости химической реакции, групповой скорости, скорости соединения, угловой скорости и т. д. Математически характеризуется производной функции.

Скорость тела в механике

Вектор скорости материальной точки в каждый момент времени определяется производной по времени радиус-вектора этой точки:

Здесь  — модуль скорости,  — направленный вдоль скорости единичный вектор касательной к траектории в точке .

Скорость направлена вдоль касательной к траектории и равна по модулю производной дуговой координаты по времени.

Говорят, что тело совершает мгновенно-поступательное движение, если в данный момент времени скорости всех составляющих его точек равны. Так, например, равны скорости всех точек кабинки колеса обозрения (если, конечно, пренебречь колебаниями кабинки).

В общем случае, скорости точек, образующих твёрдое тело, не равны между собой. Так, например, для катящегося без проскальзывания колеса величина скорости точек на ободе относительно дороги принимает значения от нуля (в точке касания с дорогой) до удвоенного значения скорости автомобиля (в точке, диаметрально противоположной точке касания). Распределение скоростей в твёрдом теле определяется с помощью кинематической формулы Эйлера.

Если скорость тела (как векторная величина) не меняется во времени, то движение тела — равномерное (ускорение равно нулю) и тогда:

Скорость — характеристика движения точки, при равномерном движении численно равная отношению пройденного пути s к промежутку времени t, за который этот путь пройден.

Следует различать координатную и физическую скорости. При введении криволинейных или обобщённых координат положение тел описывается их зависимостью от времени. Производные от координат тела по времени при этом называются координатными скоростями.

Мгновенная и средняя скорость

Иллюстрация средней и мгновенной скорости.

Следует отличать понятие средней скорости перемещения от понятия средней скорости пути, равной отношению пройденного точкой пути ко времени, за которое этот путь был пройден. В отличие от скорости перемещения, средняя скорость пути — скаляр.

Когда говорят о средней скорости, для различения, скорость согласно выше приведённому определению называют мгновенной скоростью.

Так, хотя мгновенная скорость бегуна, кружащего по стадиону, в каждый момент времени отлична от нуля, его средняя скорость (перемещения) от старта до финиша оказывается равной нулю, если точки старта и финиша совпадают. Заметим, что при этом, средняя путевая скорость остаётся отличной от нуля.

В полярных координатах

Проекции скорости в декартовой системе координат

В прямоугольной декартовой системе координат:

В то же время , поэтому

Таким образом, координаты вектора скорости — это скорости изменения соответствующей координаты материальной точки:

.

Преобразование скорости

В классической механике Ньютона скорости преобразуются при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую согласно преобразованиям Галилея. Если скорость тела в системе отсчёта S была равна , а скорость системы отсчёта S’ относительно системы отсчёта S равна , то скорость тела при переходе в систему отсчёта S’ будет равна .

Для скоростей, близких к скорости света преобразования Галилея становятся несправедливы. При переходе из системы S в систему S’ необходимо использовать преобразования Лоренца для скоростей:

в предположении, что скорость направлена вдоль оси х системы S. Легко убедиться, что в пределе нерелятивистских скоростей преобразования Лоренца сводятся к преобразованиям Галилея.

Единицы измерения скорости

Линейная скорость:

Угловая скорость:

• Радианы в секунду, принята в системах СИ и СГС. Физическая размерность 1/с.
• Обороты в секунду (в технике)
• градусы в секунду, грады в секунду

Соотношения между единицами скорости

• 1 м/с = 3,6 км/ч
• 1 узел = 1,852 км/ч = 0,514 м/c
• Мах 1 ~ 330 м/c ~ 1200 км/ч (зависит от условий, в которых находится воздух)
• c = 299 792 458 м/c

См. также

dic.academic.ru

Что такое скорость интернет соединения

342218 24.12.2015

Поделиться

Класснуть

Поделиться

Твитнуть

Плюсануть

Когда мы подключаем интернет у себя дома, то одной из основных характеристик выбора интернет провайдера и тарифа является скорость интернет соединения. Давайте попробуем разобраться, что это такое с помощью простых примеров.

Начнём, пожалуй, с единиц измерения скорости интернет для тех, кто не знает. Те же, кто в курсе читают дальше отсюда.

---

Скорость интернет и в чем ее измеряют

Наверняка вы знаете, что скорость передвижения автомобиля, человека, поезда или любого другого транспортного средства измеряется в различных единицах. Если мы говорим о машине, то её скорость может быть 100 км в час, скорость передвижения муравья или черепахи, наверное, будет логичнее измерять в метрах в час а скорость космических объектов в тысячах километров в час. Точно так же существует шкала измерения скорости интернет.

Если скорость движения машины исчисляется количеством километров, которое машина проехала за единицу времени, то скорость интернет соединения исчисляется количеством информации, переданной за единицу времени.
Единицей информации считается бит или байт. В одном байте содержится 8 бит. И по аналогии с многими другими единицами измерения, к этим самым битам и байтам можно прицепить приставку кило (1000), мега (1000000), гига (1000000000) и т.д.

В последнее время чаще всего для обозначения скорости интернет соединения используют величину мегабит в секунду (Мб/с). Например, скорость 20 Мб/с означает, что за 1 секунду вы можете скачать (или загрузить) файл размером 20 мегабит.

Часто и многие путают и теряются в единицах измерения. Как мы уже сказали выше 1 байт равен 8ми битам. Таким образом 20 мегабит, это 2.5 мегабайт (20 : 8 = 2.5). И по аналогии скорость 20 мегабит в секунду это тоже самое, что 2.5 мегабайт в секунду.

Биты принято сокращать маленькой буквой б а байты большой Б. В основном из за этого и возникает путаница. 20 Мб/с — это 20 мегабит в секунду а 20 МБ/с — это уже 20 мегабайт в секунду. Будьте внимательны с этим, ведь одна и та же буква, набранная в другом регистре означает величину в 8 раз меньшую или большую. Так, например, 20 МБ/с в 8 раз больше или быстрее, чем 20 Мб/с.

---

Говоря о скорости интернет соединения обычно ведется речь о максимально возможной скорости. Но не всегда и не при всех обстоятельствах эта скорость может быть достигнута.

Скорость интернет и загруженность каналов

Предположим, что нам нужно на машине добраться из одного города в другой. Мы просчитываем маршрут и получаем в результате время, за которое мы доберемся до пункта назначения. Но в этом случае мы получаем идеальный вариант, который не учитывает пробки на дорогах, плохие погодные условия, в конце концов желания человека сходить в туалет или остановиться у кафе поесть. И в итоге рассчитанное время поездки увеличивается на 20-30% а то и в 2-3 раза.

Тоже самое происходит и со скоростью интернет соединения. Провайдер, продавая нам свой тариф использует максимально возможные значения. В итоге мы получаем скорость, которая остается нам после исключения всех побочных факторов. И снова пример. Участок дороги 25 км. Прямой, асфальтированный, чистый. Мы за рулем спортивного автомобиля, который умеет ехать со скоростью 250 км/ч. Производитель нам это пообещал и сейчас мы это проверим. Мы садимся за руль, разгоняемся до 250 км/ч и пролетаем 10 км пути за 6 минут. Супер результат.

А теперь на эту дорогу выкатывают 20 огромных булыжников, в 10ти местах рассыпают мелкие камушки, а кое где заливают дорогу водой и замораживают ее. Мы снова едем, но держать скорость 250 км/ч всю дорогу не можем, приходится уворачиваться от камней, тормозить на гололеде и т.д. В итоге мы не можем все время ехать на обещанной скорости и время, за которое мы проезжаем этот участок увеличивается.

Точно тоже происходит и со скоростью интернет соединения. Провайдер в тарифе указывает максимальную скорость интернет, которая может быть достигнута на „чистых“ интернет каналах, когда нет никаких препятствий и помех. Но как только появляются факторы, которые тем или иным способом мешают прохождению сигнала, скорость интернет уменьшается.

Что же это за факторы? Их может быть много. Основным, пожалуй, является перегруженность каналов. Представьте, что по той самой дороге вы едете не один а вместе с вами едет еще 30 машин и все они имеют максимальную скорость 250 км/ч. Как думаете, сумеете ли вы быстро доехать? Нет. Вы будете мешать друг другу и в итоге никто не сможет ехать со скоростью 250 км/ч.

Скорость интернет и расстояния

В данном случае не лишним будем напомнить, что также и расстояние имеет огромное значение. О каком расстоянии ведется речь? Нас часто спрашивают, почему результаты измерения скорости интернет соединения в вашем тесте скорости интернет отличаются от результатов замеров в других сервисах. Результаты разные потому как на разных сервисах замеры производятся с разными серверами.

Скорость интернет соединения можно измерить лишь одним способом: проверить количество информации скачанной или загруженной в единицу времени. Но эту информацию нужно откуда то брать. И вот это является очень важным фактором. Вы можете получать информацию с соседнего с вами компьютера, который стоит в другой комнате или с компьютера, который установлен в соседнем от вас доме или с компьютера, который установлен у вашего провайдера а может быть с компьютера, который размещен в Германии.

Соответственно, как мы уже выяснили выше, чем дальше дорога до сервера, с которого мы берем информацию, теме больше по пути помех а значит тем меньше в результате получится скорость интернет. Если вы производите замер скорости с сервером вашего интернет провайдера, который находится от вас на расстоянии нескольких километров, то вероятность отсутствия помех велика и скорость будет практически равна обещанной вами по тарифу, но если вы меряете скорость с сервером, который размещен в Германии, то информация, чтобы попасть к вам на компьютер должна пройти тысячи километров пути по сетям различных интернет провайдеров. И на этом пути ее будут поджидать различные препятствия и неожиданности, в результате которых скорость будет снижаться. Таким образом, чем ближе к вам сервер, с которым вы производите замер, тем выше скорость интернета.

Скорость интернет и ширина канала

Но и это еще не все. В интернет все пути прохождения сигнала можно сравнить с водопроводными трубами. Чем шире труба, тем больше по ней сможет пройти воды за единицу времени. Тоже и с интернет каналами происходит. Чем больше, шире канал, тем больше информации может быть передано за единицу времени и соответственно тем больше будет скорость интернет.
Вы никогда не сталкивались с ситуацией, когда в вашем высокоэтажном доме вдруг все в один момент времени решили пойти в душ. Напор воды в душе уменьшился, вам стало меньше поступать воды. Произошло это потому что диаметр трубы, которая подходит к вашему дому ограничен и через нее может пройти лишь определенный объем за единицу времени. Когда мыться идут 10 человек, то объема воды хватает а когда пошли мыться все, воды стало не хватать.

Представьте, что для вашего района интернет провайдер выделил канал 1 Гб/с. Это значит, что ширина канала позволяет за 1 секунду пропускать объем данных 1Гбит. Если в интернет находитесь вы и еще 10 человек из вашего района, все вы подключены к тарифу 20 Мб/с и используете его на полную катушку (качаете фильм, например), то все вы вместе используете только часть канала. Т.е. 10 человек по 20 Мб/с занимают примерно 200Мб/с канала, в то время как его ширина 1 Гб/с. Вы занимаете лишь 1/5 часть канала. Но вот пришел вечер, все сели за свои компьютеры и начали качать фильмы. И вот вас уже 100, у каждого канал по 20 Мб/с и чтобы все могли качать со скоростью по тарифу вам всем нужен объем канала 2 Гб/с, а предоставленный канал всего 1Гб/с, что в 2 раза. Таким образом скорость интернет соединения у всех понижается как минимум в 2 раза.

Нам часто приходят письма от наших посетителей, которые теряются и не понимают, кому верить. Все спидометры показывают разные величины. Результаты измерений могут отличаться на порядки. Мы надеемся, что наша статья немного прояснила для вас ситуацию. И в заключение хотим подвести итоги.

Короткие выводы

1. Скорость интернета зависит от множества факторов и может меняться в зависимости от времени суток и от загрузки сети.
2. Важно понимать, что скорость интернет измеряется в битах и байтах. Всегда сравнивайте скорость по тарифу и измеренную в одинаковых единицах измерения.
3. Чем дальше от вас территориально находится сервер для измерения скорости интернет соединения, тем меньше скорость.
4. Чем больше абонентов провайдера одновременно находятся в сети интернет, тем меньше скорость интернет соединения.

Поделиться

Класснуть

Поделиться

Твитнуть

Плюсануть

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus.

2ip.ru

Скорость движения в физике

Скорость является одной из основных характеристик механического движения. Она выражает саму суть движения, т.е. определяет то отличие, которое имеется между телом неподвижным и телом движущимся.

Единицей измерения скорости в системе СИ является м/с.

Важно помнить, что скорость – величина векторная. Направление вектора скорости определяется по траектории движения. Вектор скорости всегда направлен по касательной к траектории в той точке, через которую проходит движущееся тело (рис.1).

К примеру, рассмотрим колесо движущегося автомобиля. Колесо вращается и все точки колеса движутся по окружностям. Брызги, разлетающиеся от колеса, будут лететь по касательным к этим окружностям, указывая направления векторов скоростей отдельных точек колеса.

Таким образом, скорость характеризует направление движения тела (направление вектора скорости) и быстроту его перемещения (модуль вектора скорости).

Отрицательная скорость

Может ли скорость тела быть отрицательной? Да, может. Если скорость тела отрицательна, это значит, что тело движется в направлении, противоположном направлению оси координат в выбранной системе отсчета. На рис.2 изображено движение автобуса и автомобиля. Скорость автомобиля отрицательна, а скорость автобуса положительна. Следует помнить, что говоря о знаке скорости, мы имеем ввиду проекцию вектора скорости на координатную ось.

Равномерное и неравномерно движение

В общем случае скорость зависит от времени. По характеру зависимости скорости от времени, движение бывает равномерное и неравномерно.

В случае неравномерного движения говорят о средней скорости:

   

Примеры решения задач по теме «Скорость»

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

ru.solverbook.com

Скорость в физике — это… Формула скорости

Эта тема будет полезна не только учащимся средней школы, но даже взрослым. Кроме того, статья будет интересна родителям, желающим объяснить своим детям простые вещи из естественных наук. Среди очень важных тем – это скорость в физике.

Довольно часто ученики не могут разобраться в решении задач, отличить имеющиеся виды скоростей, а еще сложнее понять научные определения. Здесь мы рассмотрим все на более доступном языке, чтобы было не только все ясно, но даже интересно. А вот запомнить некоторые вещи все же придется, так как технические науки (физика и математика) требуют заучивать наизусть формулы, единицы измерения и, конечно же, значения символов в каждой формуле.

Где встречается?

Для начала вспомним, что данная тема относится к такому разделу физики как механика, подразделу «Кинематика». Кроме того, изучение скорости на этом не заканчивается, оно будет и в последующих разделах:

• оптика,
• колебания и волны,
• термодинамика,
• квантовая физика и так далее.

Также понятие скорость встречается в химии, биологии, географии, информатике. В физике тема «скорость» встречается чаще всего и изучается углубленно.

Кроме того, данное слово употребляется в повседневной жизни всеми нами, особенно среди автомобилистов, водителей транспортной техники. Даже опытные кулинары иногда используют фразу, например, «взбить яичные белки миксером на средней скорости».

Что такое скорость?

Скорость в физике – это кинематическая величина. Означает расстояние, которое преодолевается телом за какой-то промежуток времени. Допустим, молодой человек движется от дома к магазину, преодолевая двести метров за одну минуту. Напротив, его старенькая бабушка пройдет тем же маршрутом за шесть минут мелкими шажками. То есть парень перемещается намного быстрее своей пожилой родственницы, так как развивает скорость гораздо больше, делая очень быстрые длинные шаги.

То же самое стоит сказать про автомобиль: одна машина едет быстрее, а другая медленнее, потому что скорости движения разные. Позднее мы рассмотрим многочисленные примеры, связанные с этим понятием.

Формула

На уроке в школе обязательно рассматривается формула скорости в физике для того, чтобы было удобно решать задачи.

• V – это, соответственно, скорость движения;
• S – расстояние, которое преодолевается телом при перемещении от одной точки в пространстве до другой;
• t – время перемещения.

Следует запомнить формулу, потому что она пригодится в будущем при решении множества задач и не только. Например, вам может стать интересно, с какой скоростью дойдете от дома до работы или места учебы. Но вы заранее можете узнать расстояние по карте в смартфоне или на компьютере, либо по бумажному варианту, зная масштаб и имея при себе линейку. Далее вы засекаете время, перед тем, как начать движение. Придя на место назначения, смотрите, сколько минут или часов потребовалось пройти без остановки.

В чем измеряется?

Скорость чаще всего измеряется по системе единиц СИ. Ниже представлены не только единицы, но и примеры того, где они применяются:

• км/ч (километр в час) — транспорт;
• м/с (метр в секунду) — ветер;
• км/с (километр в секунду) – космические объекты, ракеты;
• мм/ч (миллиметр в час) — жидкости.

Давайте для начала разберемся, откуда взялась дробная черта и почему единица измерения именно такая. Обратите внимание по физике на формулу скорости. Что вы видите? В числителе стоит S (расстояние, путь). В чем измеряется расстояние? В километрах, метрах, миллиметрах. В знаменателе, соответственно, t (время) – часы, минуты, секунды. Отсюда и единицы измерения величины именно такие, как представлены в начале данного раздела.

Закрепим с вами изучение формулы скорости в физике следующим образом: какое расстояние преодолеет тело за конкретный промежуток времени? Например, человек пройдет 5 километров за 1 час. Итого: скорость движения человека – 5 км/ч.

От чего зависит?

Нередко учителя задают ученикам вопрос: «От чего зависит скорость?». Школьники часто теряются и не знают, что сказать. На самом деле, все очень просто. Достаточно посмотреть на формулу, чтобы всплыла подсказка. Скорость тела в физике зависит от времени движения и расстояния. Если неизвестен хотя бы один из этих параметров, решить задачу будет невозможно. Кроме того, в примере можно встретить другие виды скоростей, о которых речь пойдет в следующих разделах этой статьи.

Во многих задачах по кинематике приходится строить графики зависимости, где по оси Х – время, а по оси Y – расстояние, путь. По таким изображениям можно легко оценить характер скорости движения. Стоит отметить, что во многих профессиях, связанных с транспортом, электрическими машинами часто применяются графики. Например, на железной дороге.

В нужный момент измеряем скорость

Есть еще одна тема, которая пугает учеников средней школы, — мгновенная скорость. В физике это понятие встречается как определение величины скорости в мгновенный промежуток времени.

Давайте рассмотрим простой пример: машинист ведет поезд, его помощник наблюдает за скоростью движения время от времени. Вдалеке виднеется знак ограничения скорости. Следует проконтролировать, с какой скоростью движется поезд именно сейчас. Помощник машиниста сообщает в 16 часов 00 минут, что скорость равна 117 км/ч. Это и есть мгновенная скорость, зафиксированная ровно в 4 часа вечера. Через три минуты скорость стала 98 км/ч. Это тоже мгновенная скорость относительно 16 часов 03 минут.

Начало движения

Без начальной скорости физика не представляет практически ни одно движение транспортной техники. Что это за параметр? Это скорость, с которой начинает движение объект. Допустим, машина не может начинать движение моментально со скоростью 50 км/ч. Ей нужно разогнаться. Когда водитель нажимает педаль, автомобиль плавно начинает движение, например, со скоростью сначала 5 км/ч, потом постепенно 10 км/ч, 20 км/ч и так далее (5 км/ч и есть начальная скорость).

Конечно, можно совершить резкий старт, какой бывает у бегунов-спортсменов, при ударе теннисного мяча ракеткой, но все равно всегда существует начальная скорость. Ее нет по нашим меркам только у звезд, планет и спутников нашей Галактики, так как мы не знаем, когда началось движение и каким образом. Ведь до самой смерти космические объекты не могут останавливаться, они всегда в движении.

Равномерная скорость

Скорость в физике – это совокупность отдельных явлений и характеристик. Различают также равномерное и неравномерное движение, криволинейное и прямолинейное. Давайте приведем пример: человек идет по прямой дороге с одинаковой скоростью преодолевая из точки А в точку В расстояние 100 метров.

С одной стороны, это можно назвать прямолинейной и равномерной скоростью. Но если присоединить человеку очень точные датчики скорости, маршрута, то можно заметить, что разница все же есть. Неравномерная скорость – это когда скорость регулярно или постоянно меняется.

В быту и технике

Скорость движения в физике существует всюду. Даже микроорганизмы перемещаются, пусть и с очень медленной скоростью. Стоит отметить, что существует вращение, которое характеризуется также скоростью, но имеет единицу измерения – об/мин (обороты в минуту). Например, скорость вращения барабана в стиральной машине. Данная единица измерения употребляется всюду, где есть механизмы и машины (двигатели, моторы).

В географии и химии

Даже вода имеет скорость движения. Физика всего лишь является дочерней наукой в сфере процессов, происходящих в природе. Допустим, скорость ветра, волны в море – это все измеряется привычными физическими параметрами, величинами.

Наверняка, многие из вас знакомы с фразой «скорость химической реакции». Только в химии это имеет иное значение, так как имеется в виду, за какое время произойдет тот или иной процесс. Например, марганцовка быстрее растворится в воде, если взболтать сосуд.

Скорость-невидимка

Существуют невидимые явления. Например, мы не можем видеть, как перемещаются частицы света, различных излучений, как распространяется звук. Но если бы не было движения их частиц, то никакое бы из этих явлений не существовало в природе.

Информатика

Практически каждый современный человек сталкивается с понятием «скорость» во время работы на компьютере:

• скорость Интернета;
• скорость загрузки страниц;
• быстрота загрузки процессора и так далее.

Примеров скорости движения в физике можно привести огромное множество.

Внимательно прочитав статью, вы познакомились с понятием скорости, узнали, что она из себя представляет. Пусть данный материал поможет вам углубленно изучить раздел «Механика», проявить к нему интерес и побороть страх при ответах на уроках. Ведь скорость в физике – это часто встречающееся понятие, которое легко запомнить.

fb.ru

Значение слова СКОРОСТЬ. Что такое СКОРОСТЬ?

СКО́РОСТЬ, -и, род. мн. —е́й, ж.

1. Степень быстроты движения кого-, чего-л. или распространения чего-л. Скорость полета. Скорость бега. Скорость течения. Скорость света. Скорость звука. □ Буйный снежный вихрь несся со скоростью, превышающей 20 метров в секунду. Ушаков, По нехоженой земле. — На мотоцикле скорость можно неслыханную развить, если не струсишь. Саянов, Небо и земля. Оба истребителя сошлись на страшных скоростях. Симонов, От Черного до Баренцева моря. || Степень быстроты совершения какого-л. действия, протекания какого-л. процесса и т. п. Скорость стрельбы. Скорость резания. Скорость вычисления. □ Хлев выстроен был с дьявольскою скоростью: в один день. Гоголь, Повесть о том, как поссорился Иван Иванович с Иваном Никифоровичем. Эта быстро вспыхнувшая детская страсть исчезла с такою же скоростью, как и возникла. Мамин-Сибиряк, Три конца.

2. Разг. Большая быстрота движения или осуществления чего-л. [Хунсблат:] Мексиканских агентов для скорости перебросьте на автокарах. А. Н. Толстой, Чертов мост. — Что ты тащишься, сержант, как по минному полю? Дай же скорость! Николаева, Жатва. || Разг. устар. Поспешность, торопливость. [Анна Андреевна:] Я ничего не понимаю, к чему же тут [в записке] соленые огурцы и икра? [Добчинский:] А, это Антон Антонович писали на черновой бумаге по скорости: там какой-то счет был написан. Гоголь, Ревизор. — При качке-то скоро не выбреешься —. На прошлой неделе щеки-то порезал от своей скорости. Станюкович, Беспокойный адмирал.

3. с определением. Ж.-д. Степень быстроты доставки грузов. Отправка грузов малой скоростью. Груз идет пассажирской скоростью.

4. Тех. Употребляется для обозначения тяговой силы автомашины, трактора и т. п., изменяющейся в зависимости от способа сцепления шестерен. Переключение скоростей. □ Тракторист вскочил в кабину и включил скорость. Залязгали гусеницы трактора, загремел комбайн. Троепольский, Игнат с балалайкой.

5. Физ. Отношение пройденного телом пути к соответствующему промежутку времени. Средняя скорость. Единица скорости. Исчисление скоростей.

◊

Коробка скоростей см. коробка.

kartaslov.ru

Скорость в физике: единицы скорости

 

Как вы думаете, кто двигается быстрее агроном Васечкин, автомобиль Renault или самолет Боинг? Кто из них быстрее доберется от Москвы до Краснодара? Ответ очевиден Renault быстрее Васечкина, но медленнее Боинга.

То есть мы не только знаем, как двигаются разные объекты, но и можем сравнить их скорости. А что такое скорость в физике? Как найти скорость тела, и что такое единицы измерения скорости?

Скорость в физике: как найти скорость?

В 7 классе на уроках физики вводят понятие скорости. Без сомнения, все школьники к этому моменту уже знакомы с этим словом и представляют, что оно означает.

• А также знают, что скорость измеряется в км/ч и обозначается буквой V.

Но объяснить, что же такое скорость в физике, каковы единицы скорости, связно вряд ли смогут. Именно потому это простое, казалось бы, понятие требует пояснений и разбора.

В физике быстроту движения Васечкина, Renault и Боинга называют скоростью их движения. И скорость эта характеризует, какой путь преодолевает каждый из участников этого путешествия за единицу времени. И если в полете расстояние в 1350 километров между Москвой и Краснодаром мы преодолеем за два часа, на машине нам потребуется никак не меньше 15 часов, то пешком бесшабашный Васечкин сможет в бодром темпе как раз прошагать весь свой отпуск и прибыть на место лишь для того, чтобы поцеловать тещу, отведать блинов и сесть на самолет до Москвы, дабы успеть на работу в понедельник.

Соответственно, за единицу времени за час самолет пролетит 670 километров, машина проедет 90 километров, а турист Васечкин отмахает аж целых пять километров дороги. И тогда говорят, что скорость самолета 670 километров в час, машины 90 км в час, а пешехода 5 км/ч. То есть, скорость определяется делением пройденного пути на единицу времени на час, на минуту или на секунду.

Единицы измерения скорости

На практике применяются такие единицы, как км/ч, м/с и некоторые другие. Обозначают скорость буквой v, расстояние буквой s, а время буквой t. Формула для нахождения скорости в физике выглядит так:

Где s — пройденный путь
t — время, затраченное на преодоление этого пути 

А если нам надо пересчитать скорость не в километрах в час, а в метрах за секунду, то пересчет происходит следующим образом. Так как 1 км=1000 м, а 1 ч = 60 мин = 3600 с, то можно записать: 1 км/ч=(1000 м)/(3600 с). И тогда скорость самолета будет равна: 670 км/ч=670×(1000 м)/(3600 с)=186м/с

Кроме своего числового значения, скорость имеет еще и направление, поэтому на рисунках скорость обозначают стрелкой и называют векторной величиной.

Средняя скорость в физике

Отметим еще один момент. В нашем примере водитель машины вел машину со скоростью 90 км/ч. По шоссе он мог ехать равномерно с такой скоростью долгое время. А вот проезжая по пути разные города, он то останавливался на светофорах, то полз в пробках, то короткими урывками набирал хорошую скорость.

Т.е. его скорость на разных участках пути была неравномерной. В таком случае вводят понятие средней скорости. Средняя скорость в физике обозначается V_ср  и считается также как и скорость при равномерном движении. Только берут общее расстояние пути и делят на общее время.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Механическое движение: равномерное и неравномерное.
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspРасчет пути, скорости и времени движения: равномерное и неравномерное

Все неприличные комментарии будут удаляться.

www.nado5.ru