Velocity vs. průměrná rychlost
Rychlost je velmi důležitá vlastnost diskutovaná v oblasti mechaniky ve fyzice. Rychlost objektu popisuje, jak rychle se objekt pohybuje a směr jeho pohybu. Průměrná rychlost popisuje celkovou efektivní rychlost pohybu. Oba tyto pojmy jsou poměrně základní a velmi důležité téměř v každém oboru fyziky. V tomto článku probereme, co je rychlost a průměrná rychlost, definice rychlosti a průměrné rychlosti, jejich podobnosti a nakonec rozdíl mezi rychlostí a průměrnou rychlostí.
Velocity
Rychlost je fyzikální veličina tělesa. Okamžitá rychlost může být dána jako okamžitá rychlost objektu se směrem, kterým se objekt v daném okamžiku pohybuje. V Newtonově mechanice je rychlost definována jako rychlost změny posunutí. Jak rychlost, tak výchylka jsou vektory. Mají kvantitativní hodnotu a směr. Samotná kvantitativní hodnota rychlosti se nazývá modul rychlosti. To se rovná rychlosti objektu. Průměrná rychlost objektu je rozdíl mezi konečnou a počáteční rychlostí (samostatně ve třech rozměrech) dělený celkovým časem. Rychlost objektu přímo souvisí s kinetickou energií objektu. V klasické mechanice je kinetická energie objektu poloviční než hmotnost násobená druhou mocninou rychlosti (Ek=½ mv2). Teorie relativity navrhuje pokročilejší verzi, o které se zde nemluví. Teorie relativity také naznačuje, že pozorovaná hmotnost objektu se zvyšuje, když se zvyšuje rychlost objektu. Rychlost objektu je závislá pouze na změnách časoprostorových souřadnic objektu.
Průměrná rychlost
Průměrná rychlost je průměr okamžitých rychlostí za určité časové období. Protože je obtížné to získat, používá se pro výpočet průměrné rychlosti jednodušší metoda. Průměrná rychlost pohybu je celková vzdálenost, kterou objekt urazí, dělená časem, který cesta zabere. Pokud je dráha objektu přímka, lze snadno získat vektor pro průměrnou rychlost. Další metodou pro získání průměrné rychlosti je integrace okamžité rychlosti s ohledem na čas cesty. Tím se získá vzdálenost, kterou objekt urazí. Vydělením tohoto množství časem stráveným na cestě lze vypočítat průměrnou rychlost.
Jaký je rozdíl mezi rychlostí a průměrnou rychlostí?
• Rychlost objektu je okamžitá vlastnost pro daný pohyb, zatímco průměrná rychlost vždy odpovídá celkovému pohybu mezi dvěma body.
• Objekt může mít hodnotu rychlosti, když je posunutí nulové, ale průměrná rychlost jakéhokoli objektu s nulovým posunutím je také nula.
• Vektor rychlosti leží v okamžitém směru objektu. Směr průměrné rychlosti závisí na výchozím bodě a posunutí objektu. Vektor průměrné rychlosti je vždy rovnoběžný s vektorem posunutí.
