测量运动变化率

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介绍

当我们从一个位置移动到另一个位置时，我们就说物体在运动。运动只不过是移动。每个运动物体的位移都会随时间变化。现在，众所周知，运动分为两种类型：匀速运动和非匀速运动。匀速运动是恒定的，没有变化。然而，非匀速运动是运动变化的一个例子。

现在，我们将学习物体如何随时间改变其位置。

运动变化率是什么意思？

我们知道，并非所有类型的运动都是恒定的，运动存在变化的可能性。运动的变化率可以定义为物体速度或速度的变化率。这种运动变化是由于任何外力造成的。

静止和运动

这是物体在一个点和一个瞬间的两种状态。两者是同时存在的，静止和运动不能同时发生。如果一个物体静止，则意味着它存在运动，反之亦然。

• 静止 - 静止是物体的一种状态。当物体固定不动，相对于时间和周围环境不改变位置时，我们可以说物体处于静止状态。当物体静止时，没有速度变化的运动。要检查物体是静止还是运动，我们必须考虑参考系。

• 运动 - 另一方面，当物体不处于静止状态时，物体相对于时间和周围环境正在改变其位置。然而，位置的变化是由于任何外力造成的，它可以是人工的或自然的。此外，物体的运动在时间的瞬间具有特定的变化率和方向。

运动物体的特性

当物体运动时，它比静止物体具有某些额外的特性。以下是运动物体的特性：

• 运动物体具有动能

• 运动物体也具有特定的运动速度或方向

• 运动物体也受到一些阻碍运动的力，例如表面的摩擦力和空气阻力。

• 根据相对论，物体的质量也会受到运动的影响。

什么是速度？

简单来说，速度是物体移动时位置变化的速率。我们也可以说，运动物体在单位时间内行进的距离就是该物体的速度。

根据定义，运动物体的速度是该物体在单位时间间隔内行进路径的长度。速度是一个标量，这意味着速度只有大小，没有方向。速度的测量单位是米每秒。

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{行进距离}{时间}}$$

速度类型

根据计算和时间因素，速度可以分为多种类型。主要的速度类型如下。

• 匀速 - 当运动是匀速的，或者我们可以说运动物体以恒定的位置变化率运动时，速度就是匀速的。

• 非匀速 - 随时间和路径变化的速度称为非匀速速度。有时由于某些原因，例如交通堵塞、破坏性道路等，我们会改变车辆的档位，以便运动是非匀速的。

• 平均速度 - 当我们以非匀速速度驾驶汽车时，很难描述行程。因此，我们计算所有速度以测量所用平均时间。因此，当物体在不同的时间间隔内以不同的速度运动时，其平均速度为

$$\mathrm{v_{a}\:=\:\frac{v_{1}t_{1}\:+\:v_{2}t_{2}\:+\:.....\:+\:v_{n}t_{n}}{t_{1}\:+\:t_{2}\:+\:t_{3}\:+\:......\:+\:t_{n}}}$$

如果物体具有不同的速度但周期相等，则

$$\mathrm{v_{a}\:=\:\frac{v_{1}\:+\:v_{2}\:+\:.....\:+\:v_{n}}{n}}$$

• 瞬时速度 - 物体在某一时刻的速度称为瞬时速度。它表示为

$$\mathrm{v_{i}\:=\:\lim_{\Delta t\rightarrow 0}\:\frac{\Delta\:s}{\Delta\:t}}$$

• 相对速度 - 当我们考虑一个所有物体都在运动的物体系统时，这就是速度。物体的运动可以朝任何方向。因此，一个物体相对于其他物体的速度称为相对速度。

当两个物体彼此接近时

$$\mathrm{v_{r}\:=\:v_{1}\:+\:v_{2}}$$

当两个物体沿相同方向运动时

$$\mathrm{v_{r}\:=\:v_{1}\:-\:v_{2}}$$

速度计算

速度是一个标量，因此我们可以在计算中使用所有代数公式。大多数人使用工具来确定运动物体的速度。该设备速度计用于测量物体的速度。

但是，如果我们知道距离和时间，则可以使用公式计算物体的速度

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{行进距离}{时间}}$$

我们可以使用标准测量单位𝑚𝑠−1。

结论

在以上章节中，我们分析了与物体运动相关的所有概念。在这里，我们了解到，运动的变化是运动粒子的速度变化，这被称为加速度。如果速度变化为负，则称为减速度。

例题

1. 一个男人每天早上散步时跑400米。他用50秒完成400米的圆圈。计算该男子的速度。

解：已知

男子行进的距离为400米，男子所用的时间为50秒。因此，

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{行进距离}{时间}}$$

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{400\:m}{50\:sec}}$$

$$\mathrm{速度\:=8\:ms^{-1}}$$

常见问题

1. 速度的量纲公式是什么？

速度的量纲公式是$\mathrm{M^{0}\:L^{1}\:T^{-1}}$

2. 标量和矢量有什么区别？

在科学中，量被分为两种形式：标量和矢量。两者之间的主要区别在于标量没有方向，而矢量有特定的方向。

3. 什么是加速度？

简单来说，我们可以说运动物体的速度变化称为加速度。一般来说，人们认为快速移动的物体正在加速，但这并非必要。无论物体是快还是慢，如果速度没有变化，则没有加速度。

4. 什么是速度？

速度是位移随时间的变化率。速度是一个矢量。

5. 速度和速度有什么区别？

速度和速度的区别如下。

• 速度是标量，速度是矢量

• 速度不能为零，但速度可以为零。

• 速度不能为负，但速度可以为负。