Genomsnittlig hastighet: Hur man beräknar och exempel
Medelhastighet eller medelhastighet definieras som kvoten mellan det räckte rummet och tiden som spenderas genom det utrymmet. Hastigheten är en grundläggande storlek både i det fysiska och det dagliga livet hos folket. Det är närvarande i nästan alla aspekter av människors liv.
Denna närvaro av hastighet är särskilt märkbar i dagens samhälle, där det finns en växande efterfrågan på omedelbarhet. Självklart är hastigheten också i grunden relaterad till en mängd fysiska fenomen. På något sätt har alla människor en intuitiv idé, mer eller mindre noggrann, om begreppet hastighet.
Det är nödvändigt att skilja mellan genomsnittshastighet och momentan hastighet. Den momentana hastigheten är den hastighet som en kropp bär vid ett visst ögonblick, medan medelhastigheten är kvoten mellan förskjutning och tid.
Dessutom bör det noteras att hastigheten är en skalär mängd; det vill säga det har en riktning, en känsla och en modul. På detta sätt tillämpas hastighet i en riktning.
I det internationella systemet mäts hastigheten i meter per sekund (m / s), även om andra enheter ofta används i det dagliga livet, som kilometer per timme (km / h).
Hur man beräknar det?
Beräkningen av medelhastigheten utförs från följande uttryck:
v m = Δs / Δt = (s f - s 0 ) / (t f - t 0 )
I denna ekvation är v m genomsnittshastigheten, Δs ökningen av förskjutningen och At är tidstiden. Å andra sidan är s f och s O den slutliga respektive initiala förskjutningen; medan t f och t 0 är den slutliga respektive inledande tiden.
Ett annat uttryck för beräkningen av medelhastigheten är:
v m = s t / t t
I detta uttryck är s t den totala förskjutningen och t t är den totala tiden som investerats i att göra den förskjutningen.
Som det observeras i denna beräkning beaktas endast den totala förskjutningen och den totala tiden som används i den, utan att det är nödvändigt att ta hänsyn till hur denna förskjutning har skett.
Det är inte heller nödvändigt att veta om kroppen har accelererat, har slutat eller gjort hela resan med konstant fart.
Det kan ofta vara nödvändigt att utföra den inverse beräkningen för att bestämma den totala förskjutningen från genomsnittshastigheten och den totala tiden som spenderas.
I så fall måste vi bara rensa förskjutningen av den första ekvationen för att få det uttryck som låter oss beräkna det:
Δs = v m ∙ Δt
Det kan också göras om du behöver beräkna tiden för en förskjutning utförd med en känd medelhastighet:
Δt = v m ∙ Δs
Mätvärden av hastighet
Hastigheten kan uttryckas med olika enheter. Som tidigare nämnts är det i det internationella systemet mätaren måtten per sekund.
Men beroende på sammanhanget kan det vara mer praktiskt eller mer praktiskt att använda andra enheter. För transportmedel används således kilometer per timme vanligen.
Å andra sidan använder de i fotsåksenheterna fot per sekund ( ft / s ) eller mil per timme ( mph ) för transportmedel.
I sjöfarten används knuten vanligen; Å andra sidan används i flygteknik ibland Mach-talet, vilket definieras som kvoten mellan kroppens hastighet och ljudets hastighet.
Exempel på beräkning av medelhastighet
Första exemplet
Ett typiskt exempel där det kan vara nödvändigt att beräkna medelhastigheten är en förskjutning mellan två separata städer.
Antag det fall där både den totala förskjutningen (som inte måste sammanfalla med avståndet mellan de två städerna) som gjorts på resan mellan de två städerna - till exempel 216 kilometer - är känd, liksom den tid som spenderas på den vägen -Till exempel tre timmar -.
Beräkningen av medelhastigheten skulle utföras enligt följande:
v m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h
Om det är önskvärt att uttrycka hastigheten i enheter i det internationella systemet, bör följande omvandling utföras:
v m = 72 km / h = 72 × 1000/3600 = 20 m / s, eftersom en kilometer är tusen meter och en timme har 3600 sekunder.
Andra exemplet
Ett annat praktiskt fall för att beräkna medelhastigheten är när flera resor har gjorts under en viss tid.
Anta att en kvinna som har gjort flera cykelturer över flera dagar och vill veta vad den genomsnittliga totalhastigheten för hennes resa var.
Kvinnan har rest följande avstånd längs de på varandra följande dagarna: 30 kilometer, 50 kilometer, 40 kilometer och 20 kilometer.
De använda tiderna var följande: en och en halv timme, två och en halv timme, två och en halv timme och en och en halv timme. Därefter beräknas den resulterande genomsnittliga hastigheten enligt följande:
v m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1, 5 + 2, 5 + 2, 5 + 1, 5) = 17, 5 km / h
Exempel på medelhastighet
Det kan vara intressant att veta några exempel på genomsnittliga förskjutningshastigheter för att få en mer intuitiv uppfattning om de olika värden som hastigheten kan ta.
När det gäller en person som går, anses deras genomsnittliga hastighet vara 5 kilometer per timme. Om samma person kör, kan han nå hälften av den genomsnittliga hastigheten.
Medelhastigheten för en amatörcyklist kan uppskattas till cirka 16 kilometer i timmen, medan för en professionell cyklist på vägens medelhastighet når värdet 45 kilometer per timme.
Kategori 1 orkaner kan ha en genomsnittlig hastighet av 119 kilometer per timme. Slutligen är den genomsnittliga orbitalhastigheten för jorden runt solen 107 218 kilometer per timme.
