Ātrums pret vidējo ātrumu
Ātrums ir ļoti svarīgs īpašums, kas tiek apspriests fizikas mehānikas jomā. Objekta ātrums raksturo objekta kustības ātrumu un kustības virzienu. Vidējais ātrums raksturo kustības kopējo efektīvo ātrumu. Abi šie jēdzieni ir diezgan pamata un ļoti svarīgi gandrīz visās fizikas nozarēs. Šajā rakstā mēs apspriedīsim ātrumu un vidējo ātrumu, ātruma un vidējā ātruma definīcijas, to līdzības un visbeidzot atšķirību starp ātrumu un vidējo ātrumu.
Ātrums
Ātrums ir fizisks ķermeņa lielums. Momentālo ātrumu var norādīt kā objekta momentāno ātrumu ar virzienu, kurā objekts tajā brīdī pārvietojas. Ņūtona mehānikā ātrumu definē kā nobīdes izmaiņu ātrumu. Gan ātrums, gan pārvietojums ir vektori. Viņiem ir kvantitatīva vērtība un virziens. Vienīgi ātruma kvantitatīvo vērtību sauc par ātruma moduli. Tas ir vienāds ar objekta ātrumu. Objekta vidējais ātrums ir starpība starp galīgo un sākotnējo ātrumu (atsevišķi trīs dimensijās) dalot ar kopējo laiku. Objekta ātrums ir tieši saistīts ar objekta kinētisko enerģiju. Klasiskajā mehānikā objekta kinētiskā enerģija ir puse reizes lielāka par masu, kas reizināta ar ātruma kvadrātu (E k= ½ mv 2). Relativitātes teorija ierosina uzlabotāku versiju, kas šeit netiek apspriesta. Relativitātes teorija arī liek domāt, ka novērotā objekta masa palielinās, palielinot objekta ātrumu. Objekta ātrums ir atkarīgs tikai no objekta laika laika koordinātu izmaiņām.
Vidējais ātrums
Vidējais ātrums ir momentāno ātrumu vidējais rādītājs noteiktā laika posmā. Tā kā to ir grūti iegūt, vidējā ātruma aprēķināšanai tiek izmantota vienkāršāka metode. Kustības vidējais ātrums ir objekta kopējais nobrauktais attālums, dalīts ar braucienam patērēto laiku. Ja objekta ceļš ir taisna, vidējā ātruma vektoru var viegli iegūt. Vēl viena metode vidējā ātruma iegūšanai ir momentānā ātruma integrēšana attiecībā pret brauciena laiku. Tas dod objekta nobraukto attālumu. Dalot šo daudzumu ar braucienam nepieciešamo laiku, var aprēķināt vidējo ātrumu.
Kāda ir atšķirība starp ātrumu un vidējo ātrumu?
• Objekta ātrums ir momentāna īpašība konkrētai kustībai, turpretim vidējais ātrums vienmēr atbilst kopējai kustībai starp diviem punktiem.
• Objektam var būt ātruma vērtība, kad pārvietojums ir nulle, tomēr jebkura objekta ar nulles pārvietojumu vidējais ātrums ir arī nulle.
• Ātruma vektors atrodas objekta momentānā virzienā. Vidējā ātruma virziens ir atkarīgs no sākuma punkta un objekta pārvietošanās. Vienmēr vidējais ātruma vektors ir paralēls nobīdes vektoram.
