Differenze tra velocità e velocità (con esempi)

IL differenze tra velocità e velocità Ci sono, sebbene entrambi siano quantità fisiche correlate. In linguaggio comune un termine o l'altro è usato in modo intercambiabile come se fossero sinonimi, ma in fisica è necessario distinguerli.

In questo articolo sono definiti entrambi i concetti, le differenze sono indicate e spiegate, da esempi, come e quando si applica l'uno o l'altro. Per semplificare consideriamo una particella in movimento e da lì esamineremo i concetti di velocità e velocità. 

	Velocità	Velocità
Definizione	È la distanza percorsa per unità di tempo.	È lo spostamento (o il cambio di posizione) in ogni unità di tempo.
Notazione	v	v
Tipo di oggetto matematico	Scalata.	Vettore.
Formula (per un periodo di tempo finito)*	v = ΔS/ΔT	v = ΔR/ΔT
Formula (per un istante di determinato tempo) **	v = ds/dt = s '(t)	v = dr/dt = r '(t)
Spiegazione della formula	*Lunghezza del percorso percorsa divisa tra il periodo di tempo usato per viaggiarlo.** Nella velocità istantanea, l'intervallo di tempo tende a zero. ** L'operazione matematica è il derivato dell'arco della traiettoria in funzione del tempo rispetto al tempo t del tempo.	*Spostamento del vettore diviso per il periodo di tempo in cui si è verificato lo spostamento. ** In velocità istantanea il periodo di tempo tende a zero. ** L'operazione matematica è il derivato della posizione in tempo.
Caratteristiche	Per esprimerlo, è richiesto solo un numero reale positivo, indipendentemente dalle dimensioni spaziali in cui si verifica il movimento. ** La velocità istantanea è il valore assoluto della velocità istantanea.	Più di un numero reale (positivo o negativo) può essere necessario per esprimerlo, a seconda delle dimensioni spaziali in cui si svolge il movimento. ** Il modulo di velocità istantaneo è istantaneamente.

Esempi con rapidità uniforme in sezioni diritte

Velocità e velocità di una particella che si muove in una curva. Preparato da: F. Zapata.

Nella tabella precedente sono stati riassunti diversi aspetti della velocità e della velocità. E poi per integrare, sono considerati diversi esempi che illustrano i concetti coinvolti e le loro relazioni:

Può servirti: paramegnetismo

- Esempio 1

Supponiamo che una formica rossa si muova seguendo una linea retta e nella direzione indicata nella figura seguente.

Una formica sul percorso rettilineo. Fonte: f. Zapata.

Inoltre, l'ant si muove uniformemente in modo da percorrere una distanza di 30 millimetri in un periodo di tempo di 0,25 secondi. 

Determinare la velocità e la velocità della formica.

Soluzione 

La velocità della formica viene calcolata dividendo la distanza ΔS Toure Tour Δt.

V = ΔS/ΔT = (30 mm)/(0,25S) = 120 mm/s = 12 cm/s

Il tasso della formica viene calcolato dividendo lo spostamento ΔR tra il periodo di tempo in cui è stato effettuato lo spostamento.

Lo spostamento era di 30 mm di direzione 30º rispetto all'asse X o in una forma compatta: 

ΔR = (30 mm ¦ 30º)

Si può notare che lo spostamento è costituito da una grandezza e un indirizzo, poiché è una quantità vettoriale. In alternativa, lo spostamento può essere espresso secondo i suoi componenti cartesiani X e Y, in questo modo:

ΔR = (30 mm* cos (30º); 30 mm* senza (30º)) = (25,98 mm; 15,00 mm)

Il tasso della formica viene calcolato dividendo lo spostamento tra il periodo di tempo in cui è stato eseguito:

v = ΔR/Δt = (25,98 mm / 0,25 s; 15,00 mm / 0,25 s) = (103,92; 60,00) mm / s

Questa velocità nei componenti cartesiani xey in unità di cm/s è:

v = (10.392; 6.000) cm/s.

In alternativa, il vettore di velocità può essere espresso nella sua forma polare (direzione del modulo) come mostrato:

v = (12 cm/s ¦ 30º).

Nota: In questo esempio in quanto la velocità è costante, la velocità media e la velocità istantanea coincidono. È dimostrato che il modulo di velocità istantaneo è rapido istantaneo.

Può servirti: densità

Esempio 2

La stessa formica dell'esempio precedente va da A a B, dopo B a C e infine da C a A, seguendo il percorso triangolare mostrato nella figura seguente.

Percorso triangolare di una formica. Fonte: f. Zapata.

La sezione AB viaggia a 0,2 secondi; Il BC viaggia a 0,1 secondi e infine CA viaggia a 0,3 secondi. Calcola la velocità media della rotta ABCA e la velocità media della rotta ABCA.

Soluzione 

Per calcolare la velocità media della formica, iniziamo determinando la distanza totale percorsa:

ΔS = 5 cm + 4 cm + 3 cm = 12 cm.

Il periodo di tempo utilizzato per l'intero viaggio è:

ΔT = 0,2S + 0,1S + 0,3S = 0,6 s.

Quindi, la velocità media di Ant è:

V = ΔS/ΔT = (12 cm)/(0,6S) = 20 cm/s.

Quindi viene calcolata la velocità media della formica sulla rotta ABCA. In questo caso, lo spostamento fatto dalla formica è:

ΔR = (0 cm; 0 cm)

Questo perché lo spostamento è la differenza tra la posizione finale meno la posizione iniziale. Poiché entrambe le posizioni sono uguali, la loro differenza è nullo, risultando uno spostamento nullo.

Questo spostamento nullo è stato effettuato in un periodo di 0,6 secondi, quindi il tipo medio della formica era:

v =(0 cm; 0 cm)/ 0.6s = (0; 0) cm/ s.

Conclusione: Velocità media 20 cm/s, Ma la velocità media è zero nella rotta ABCA.

Esempi con rapidità uniforme su sezioni curve

Esempio 3

Un insetto si muove su un cerchio di raggio di 0,2 m con velocità uniforme, in modo che a partire da A e raggiungendo B, viaggia ¼ di circonferenza a 0,25 s.

Può servirti: stampa idraulicaInsetto a sezione circolare. Fonte: f. Zapata.

Determinare la velocità e la velocità dell'insetto nella sezione AB.

Soluzione 

La lunghezza dell'arco della circonferenza tra A e B è:

ΔS = 2πr /4 = 2π (0,2 m) /4 = 0,32 m.

Applicando la definizione di velocità media che hai:

V = ΔS/ΔT = 0,32 m/0,25 s = 1,28 m/s.

Per calcolare la velocità media, è necessario calcolare il vettore di spostamento tra la posizione iniziale A e la finale B:

ΔR = (0; r)-(r; 0) = (-r; r) = (-0.2; 0.2) m

Si ottiene l'applicazione della definizione di velocità media:

v = ΔR/ ΔT = (-0,2; 0,2) m / 0,25s = (-0.8; 0.8) m/s.

L'espressione precedente è la velocità media tra A e B espressa in forma cartesiana. In alternativa, la velocità media può essere espressa in forma polare, cioè modulo e direzione:

| v | = ((-0,8)^2 + 0,8^2)^(½) = 1,13 m/s

Indirizzo = arctan (0.8 / (-0.8)) = arcan (-1) = -45º + 180º = 135º rispetto all'asse x.

Infine, il vettore di velocità medio in forma polare è: v =(1,13 m/s ¦ 135º).

Esempio 4

Supponendo che il momento di partenza dell'insetto dell'esempio precedente sia 0s dal punto A, la posizione vettoriale sia in un istante che qualsiasi T sia data da:

R(t) = [r cos ((π/2) t); R sen ((π/2) t)].

Determinare la velocità e la velocità istantanea per qualsiasi momento t.

Soluzione 

La velocità istantanea è il derivato rispetto al tempo della posizione:

v(t) = dR/dt = [-r (π/2) senza ((π/2) t); R (π/2) cos ((π/2) t)]

La velocità istantanea è il modulo della velocità istantanea vettoriale:

v (t) = | v(T) | = π r / 2^½

Riferimenti

1. Alonso m., Finn e. Volume di fisica I: meccanica. 1970. Fondo educativo interamericano.A.
2. Hewitt, p. Scienze fisiche concettuali. Quinta edizione. Pearson.
3. Giovane, Hugh. Fisica universitaria con fisica moderna. 14 ° ed. Pearson.
4. Wikipedia. Velocità. Recuperato da: è.Wikipedia.com
5. Zita, a. Differenza tra velocità e velocità. Estratto da: differenziatore.com