Скорость

Ско́рость (часто обозначается \vec v, от англ. velocity) — векторная величина, характеризующая быстроту перемещения и направление движения материальной точки в пространстве относительно выбранной системе отсчёта.

Содержание

Скорость тела в механике

Вектор скорости частицы в каждый момент времени, исходя из определения, может быть найден путём дифференцирования радиус-вектора частицы по времени: \vec v = {d\vec r \over dt}. Отметим, что направление скорости совпадает с направлением касательной к траектории частицы.

Когда речь идёт не о материальной точке, а о движении твёрдого тела или системе точек/тел, то строго говоря скорость их неопределена. Однако можно рассматривать скорость центра масс тела. Скорости движения различных точек системы точек отличаются, если тело движется непоступательно. Например, для равномерно катящегося колеса скорость какой-либо точки на ободе колеса меняется с ходом времени от нуля до удвоенного значения скорости центра масс. Обратный пример — скорости всех точек кабинки колеса обозрения равны (если пренебречь колебаниями кабинки).

Если скорость тела (как векторная величина!) не меняется во времени, то движение тела — равномерное (ускорение равно нулю).

Преобразование скорости

В классической механике Ньютона скорости преобразуются при переходе из одной инерциальной системы отсчёта в другую согласно преобразованиям Галилея. Если скорость тела в системе отсчёта S была равна \vec v, а скорость системы отсчёта S' относительно системы отсчёта S равна \vec u, то скорость тела в при переходе в систему отсчёта S' будет равна v' = \vec v - \vec u.

Для скоростей, близких к скорости света преобразования Галилея становятся несправедливы. При переходе из системы S в систему S' необходимо использовать преобразования Лоренца для скоростей.

v_x' = \frac{v_x - u}{1-(v_x V)/c^2}, v_y' = \frac{v_y /\gamma}{1-(v_x V)/c^2}, v_z' = \frac{v_z/\gamma}{1-(v_x V)/c^2},

в предположении, что скорость \vec u направлена вдоль оси х системы S. Легко убедиться, что в пределе нерелятивистских скоростей преобразования Лоренца сводятся к преобразованиям Галилея.

Единицы измерения скорости

Соотношение между единицами скорости

  • 1 м/с = 3,6 км/ч
  • 1 узел = 1,852 км/ч = 0,514 м/c
  • Мах 1 ~ 330 м/c ~ 1200 км/ч (зависит от условий, в которых находится воздух)
  • c = 299 792 458 м/c

Скорость в широком смысле

В науке повсеместно используется также скорость в широком смысле, то есть как скорость изменения какой-либо величины (не обязательно радиус-вектора). Так, например, говорят об угловой скорости, скорости роста температуры, скорости химической реакции и т. д. Математически находится с помощью производной от данной величины.

См. также

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home