Измерение скорости движения

Мы используем окружающие нас вещи, которые движутся, например, видим ли мы вокруг себя, следим за воздухом, движущимся вокруг нас, например, у нас есть часы с движущимися стрелками, мы все знаем, что день и ночь вызваны движением Земли вокруг Солнца, но времена года вызваны из-за него. Итак, мы собираемся подробно изучить, что именно представляет собой термин «движение»?

Чтобы узнать больше о движении или покое, мы должны сначала познакомиться с термином точка отсчета или стационарный объект. Чтобы прокомментировать состояние любого объекта, мы должны рассмотреть точку отсчета, неподвижный объект или окружение. В этой опорной точке неподвижный объект не меняет своего положения.

Например: если мы рассмотрим столб и автомобиль, то столб будет неподвижен, так как он не может изменить свое положение, а автомобиль может измениться. Итак, чтобы сказать, что автомобиль покоится или движется, нам нужно рассматривать его движение относительно движения столба или любого другого неподвижного объекта. Этот стационарный объект также можно назвать точкой отсчета.

Отдых и движение

Рассмотрим автомобиль, стоящий перед домом. Предположим, сначала он находится в точке А, а затем через некоторое время перемещается в точку В. Это означает, что он изменил свое положение относительно стационарного объекта, которым является дом.

И если этот автомобиль продолжает стоять в положении А, это означает, что он не изменил своего положения относительно дома, что означает, что он находится в состоянии покоя, поэтому здесь мы определяем термины покой и движение.

Отдых: когда тело не меняет своего положения относительно своего окружения или точки отсчета, говорят, что тело находится в состоянии покоя.

Движение: когда тело меняет свое положение на свое окружение или точку отсчета, тогда тело находится в движении.

Итак, мы можем сказать, что когда объект движется или находится в движении, он обладает следующими характеристиками, как указано ниже.

Характеристики движущегося объекта:

Движущийся объект со временем меняет свое положение. Теперь мы увидели, что движение автомобиля можно легко увидеть, то есть нам не нужно сильно концентрироваться, но чтобы знать движение стрелки часов, скажем, часовой стрелки, нам нужно постоянно проверять это потому, что какое-то движение такое быстрое что мы можем видеть, как это происходит, с другой стороны, некоторые движения настолько медленны, что их, несомненно, нельзя увидеть.

Мы можем уточнить это так: у наших наручных часов три стрелки: минутная, секундная и часовая. Из них секундная стрелка движется так быстро, что ее движение можно увидеть, но чтобы увидеть движение часовой и минутной стрелок, мы должны следить за ними. так как движение в них умеренно медленное.

Типы движения

Мы сталкиваемся с различными типами движений, такими как

• Линейное: Движение, при котором мы движемся по прямой линии, называется линейным движением. Например, движение по прямой дороге.
• Вращение: мы все знаем, что Земля вращается вокруг своей оси, что днем и ночью приводит к тому, что прогресс является вращательным движением, потому что она вращается вокруг своей оси, поэтому мы можем определить его как вращательное движение, когда тело вращается вокруг фиксированной оси.
• Круговой: Мы все сталкиваемся с кольцевыми развязками на дороге, и когда мы едем, мы не можем проехать прямо через них, мы должны идти по арочному пути, который является круговым движением. Итак, если тело движется по криволинейной траектории, говорят, что оно движется по окружности.
• Vibratory: Все, должно быть, играли на гитаре. Итак, что происходит, когда вы ударяете по нему пальцем, его струна начинает вибрировать, и таким образом создается звук. Это движение вибрационное, так как оно вызвано вибрационным движением частиц, то есть когда тело совершает движения туда-сюда.

Скалярные и векторные физические величины

Мы изучаем так много физических величин, как расстояние, скорость и многое другое. Все эти величины в основном подразделяются на две категории: скалярные или векторные, в зависимости от того, предоставляют ли они полную информацию о величине (значении) и направлении или дают неполную информацию, такую как только направление или только значение.

Скалярные величины

Величины, которые зависят от величины, а не от направления, называются скалярными величинами. Они представлены как их символ.

Например: если вы едете в Дели к своему родственнику, и если кто-то спросит вас о расстоянии, что вы ответите. Мы говорим, что это было похоже на пробежку в 250 км от Чандигарха. Вы ему не говорите, что 25км на восток, потом на запад. Мы просто говорим 250 км, то есть объясняем только величиной, а не определяем направления. Итак, это скалярная величина.

Векторные количества

Физические величины зависят как от величины, так и от направления. Они представлены стрелкой на их символе.

Например: теперь, если вы путешествуете по прямому короткому пути определенным образом, мы можем сказать, что я проехал 25 км на восток. Итак, в данном случае направление задано, поэтому оно попадает в категорию векторной величины.

Контрольная точка и система отсчета

• Чтобы объяснить положение объекта, нам нужна точка отсчета или начало. Объект может казаться движущимся одному наблюдателю и неподвижным другому.
• Пример: Путешественник внутри автобуса видит, что другие пассажиры находятся в состоянии покоя, тогда как зритель снаружи автобуса видит, что пассажиры находятся в движении.
• Чтобы облегчить наблюдения, необходимо соглашение, или общая точка отсчета, или система координат. Все вещества должны находиться в одной системе отсчета.

Расстояние и смещение

Величина длины, ограниченная движущимся объектом, называется расстоянием. У него нет направления. Смещение — это кратчайшее расстояние между двумя точками или расстояние между начальным и конечным положениями относительно времени. У него есть величина, а также направление. Смещение может быть нулевым, а расстояние — нет.

Величина

Размер или протяженность физической величины есть величина. В физике есть скалярные и векторные величины. Скалярные величины выражаются только как величины. Например: время, расстояние, масса, температура, площадь, объем.

Векторные величины выражены как по величине, так и по направлению сущности. Например: скорость, смещение, вес, импульс, сила, ускорение и т. д.

Время, средняя скорость и скорость

Время и скорость

Время — это период инцидента, выраженный в секундах. Большинство физических явлений происходят во времени. Это скалярная величина. Скорость – это скорость изменения расстояния. Если тело проходит определенное расстояние за определенное время, то его скорость определяется выражением

Скорость

Средняя скорость = Общее пройденное расстояние / Общее затраченное время

Равномерное движение и неравномерное движение:

Когда объект проходит одинаковые расстояния за одни и те же промежутки времени, он находится в равномерном движении. Объект, находящийся в неравномерном движении, когда он преодолевает неравные расстояния за равные промежутки времени.

Скорость

Скорость изменения смещения есть скорость. Это векторная величина. Здесь указывается направление движения.

Скорость

Средняя скорость = (Начальная скорость + Конечная скорость)/2

Ускорение

Ускорение – это скорость изменения скорости. Это векторная величина. Скорость меняется со временем при неравномерном движении, т. е. изменение скорости не равно 0. Оно обозначается «а».

Ускорение = изменение скорости/времени

или же

Где v (конечная скорость), t (затраченное время) и u (начальная скорость).

Визуализация графиков движения

График расстояние-время:

• Графики расстояние-время показывают изменение положения объекта во времени.
• Линейное изменение = нелинейное изменение и равномерное движение подразумевают неравномерное движение.
• Склон дает нам скорость

• Поскольку наклон постоянен, ОА подразумевает равномерное движение с постоянной скоростью.
• AB означает, что тело покоится, так как наклон равен нулю.
• B к C неравномерное движение

График скорость-время:

• Графики «скорость-время» показывают изменение скорости во времени.
• Наклон дает ускорение
• Смещение определяется площадью под кривой.
• Линия, параллельная оси x, подразумевает постоянную скорость.

• OA = постоянное ускорение, AB = постоянная скорость, BC = постоянное замедление

Уравнения движения:

Движение объекта, движущегося с постоянным ускорением, можно описать с помощью трех уравнений, а именно

(i) v = u + at

(ii)

(iii)

Равномерное круговое движение:

• Круговое движение называется равномерным, если тело движется по круговой траектории с постоянной скоростью.
• Скорость меняется, поскольку направление продолжает меняться.
• Ускорение постоянное.

Примеры вопросов

Вопрос 1. Две машины F и M мчатся друг с другом. Автомобиль F ехал 2 минуты со скоростью 7,2 км/ч, отдыхал 56 минут и снова ехал 2 минуты со скоростью 7,2 км/ч. Найдите среднюю скорость автомобиля F в гонке.

Отвечать:

We know that

Distance= speed×time

Distance travelled in first 2 minute 

Total distance = 0.24 + 0.24 = 0.48 km

Total time = 2+2+56 = 60 minute = 1 hr

Average speed = =0.48 km/h

Вопрос 2. Поезд длиной 200 м движется со скоростью 72 км/ч. Найдите время, за которое вы проедете мост длиной 1 км?

Отвечать:

Given Length of Train = 200m, velocity = 72 km/hr = 20 m/s, Length of the Bridge =1 Km.

Total distance covered by the train to fully pass the bridge = 1000 + 200 = 1200 m

So, time taken

Time

Вопрос 3. Объект проходит 26 м за 4 с, а затем еще 22 м за 3 с. Какова средняя скорость объекта?

Отвечать:

Total distance travelled by the object =26 m + 22 m = 48 m

Total time taken = 4 s + 3 s = 7 s

Average Speed = total distance travelled/total time taken

Average Speed 6m/s

Вопрос 4. Тормозной путь транспортных средств: При торможении движущегося транспортного средства расстояние, которое оно проходит до остановки, называется тормозным путем. Это важный фактор безопасности дорожного движения, зависящий от начальной скорости (v_{0}) и тормозной способности или замедления, вызванного торможением. Автомобиль, движущийся со скоростью 72 км/ч, внезапно затормозил с замедлением 10 м/с ² . Найдите тормозной путь автомобиля.

Отвечать:

Here u=72 km/hr  m/s = 20 m/s, v=0

a= -10 m/s²

Now using the relation

s = 20m

Вопрос 5. Поезд трогается с места и равномерно разгоняется со скоростью 10 м/с2 в течение 5 с. Определить скорость поезда через 5 с.

Отвечать:

Here u=0, a= 10m/s², t= 5 sec, v=?

Now v= u + at

v = 0+10×5= 50 m/s

Вопрос 6. Электрон, движущийся со скоростью 5 × 10 ³ м/с, входит в постоянное поле и приобретает согласованное ускорение 2 × 10 ³ м/с ² в направлении начальной скорости.

я. Определите время, за которое скорость электрона удвоится?

II. Какое расстояние преодолеет электрон за это время?

Отвечать:

Given u =  m/s²

 m/s

i. Using v = u + at

or, t = 2.5 sec

ii. Using