Onmiddellijke versus gemiddelde snelheid
Velocity is een heel belangrijk concept dat in de mechanica wordt besproken. Veel eigenschappen van een object, zoals de kinetische energie en viscositeit, zijn afhankelijk van de snelheid van het object. Het concept van snelheid wordt veel gebruikt in gebieden zoals kinetiek, kinematica, dynamica, astrofysica en zelfs engineering. Het is van vitaal belang om een goed begrip te hebben van de concepten momentane snelheid en gemiddelde snelheid om op dergelijke gebieden uit te blinken. In dit artikel gaan we bespreken wat momentane snelheid en gemiddelde snelheid zijn, hun overeenkomsten, de definities van momentane snelheid en gemiddelde snelheid en tot slot het verschil tussen gemiddelde snelheid en momentane snelheid.
Wat is momentane snelheid?
Men moet eerst het concept van snelheid begrijpen, om het concept van ogenblikkelijke snelheid goed te begrijpen. Snelheid is een fysieke hoeveelheid van een lichaam. De momentane snelheid kan worden gegeven als de momentane snelheid van het object met de richting waarin het object op dat moment beweegt. In de Newtoniaanse mechanica wordt de snelheid gedefinieerd als de veranderingssnelheid van verplaatsing. Zowel snelheid als verplaatsing zijn vectoren. Ze hebben een kwantitatieve waarde en een richting. Alleen de kwantitatieve waarde van de snelheid wordt de snelheidsmodulus genoemd. Dit is gelijk aan de snelheid van het object. De snelheid van een object is direct gerelateerd aan de kinetische energie van het object. De relativiteitstheorie suggereert een meer geavanceerde versie, die hier niet wordt besproken. De relativiteitstheorie suggereert ook dat de waargenomen massa van een object toeneemt wanneer de snelheid van het object toeneemt. De snelheid van een object is alleen afhankelijk van de veranderingen in de ruimte-tijdcoördinaat van het object. De momentane snelheid van het object is de afstand die het object in een oneindig kleine tijd heeft afgelegd. Dit wordt wiskundig aangeduid als dx/dt waarbij x de verplaatsingsvector is. De momentane snelheid kan worden beschouwd als de snelheid die het object onmiddellijk voelt. De momentane snelheid is een functie van de tijd. Voor een voorwerp dat onder een nettokracht wordt geplaatst, verandert de momentane snelheid altijd. Voor een object dat met een constante snelheid beweegt, is de momentane snelheid een constante.
Wat is de gemiddelde snelheid?
Gemiddelde snelheid is het gemiddelde van de momentane snelheden over een tijdsperiode. Omdat dit moeilijk te verkrijgen is, wordt een eenvoudige methode gebruikt om de gemiddelde snelheid te berekenen. De gemiddelde snelheid van een beweging is de totale afstand die het object heeft afgelegd, gedeeld door de tijd die nodig is voor de reis. Als het pad van het object een rechte lijn is, kan eenvoudig een vector voor de gemiddelde snelheid worden verkregen. Een andere methode voor het verkrijgen van de gemiddelde snelheid is het integreren van de momentane snelheid met betrekking tot de tijd voor de reis. Dit levert de door het object afgelegde afstand op. Door deze hoeveelheid te delen door de tijd die nodig is voor de reis, kan de gemiddelde snelheid worden berekend.
Wat is het verschil tussen gemiddelde snelheid en momentane snelheid?
• Voor een bepaalde reis is de momentane snelheid een functie van de tijd, maar de gemiddelde snelheid is een constante.
• De vector van de gemiddelde snelheid is altijd in de richting van de verplaatsing. Daarom is de gemiddelde snelheid padonafhankelijk, maar de momentane snelheidsvector hangt af van het gevolgde pad.
