ความเร็วเฉลี่ย: วิธีการคำนวณและตัวอย่าง

ความเร็ว เฉลี่ย หรือความเร็ว เฉลี่ย ถูกกำหนดเป็นผลหารระหว่างพื้นที่เดินทางและเวลาที่ใช้เดินทางผ่านพื้นที่นั้น ความเร็วเป็นขนาดพื้นฐานทั้งทางร่างกายและในชีวิตประจำวันของผู้คน มันมีอยู่ในเกือบทุกด้านของชีวิตผู้คน

การปรากฏตัวของความเร็วนี้เป็นสิ่งที่สังเกตเห็นได้ชัดเจนในสังคมปัจจุบันซึ่งมีความต้องการที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แน่นอนความเร็วนั้นมีความเกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ทางกายภาพมากมาย อย่างใดคนทุกคนมีความคิดที่ใช้งานง่ายมากหรือน้อยเกี่ยวกับแนวคิดของความเร็ว

มีความจำเป็นต้องแยกความแตกต่างระหว่างความเร็วเฉลี่ยและความเร็วทันที ความเร็วทันทีคือความเร็วที่ร่างกายดำเนินการในบางช่วงเวลาในขณะที่ความเร็วเฉลี่ยคือความฉลาดระหว่างการกระจัดและเวลา

นอกจากนี้ควรสังเกตว่าความเร็วเป็นปริมาณสเกลาร์ นั่นคือมันมีทิศทางความรู้สึกและโมดูล ด้วยวิธีนี้ความเร็วจะถูกนำไปใช้ในทิศทางเดียว

ในระบบระหว่างประเทศความเร็วจะวัดเป็นเมตรต่อวินาที (m / s) แม้ว่าหน่วยอื่นมักจะใช้ในชีวิตประจำวันเช่นกิโลเมตรต่อชั่วโมง (km / h)

วิธีการคำนวณ

การคำนวณความเร็วเฉลี่ยดำเนินการจากนิพจน์ต่อไปนี้:

v m = Δs / Δt = (s f - s 0 ) / (t f - t 0 )

ในสมการนี้ v m คือความเร็วเฉลี่ยΔsคือการเพิ่มขึ้นของการกระจัดและΔtคือการเพิ่มขึ้นของเวลา ในทางกลับกัน s f และ s 0 คือการกระจัดสุดท้ายและเริ่มต้นตามลำดับ ในขณะที่ t f และ t 0 เป็นเวลาสุดท้ายและครั้งแรกตามลำดับ

อีกนิพจน์สำหรับการคำนวณความเร็วเฉลี่ยคือ:

v m = s t / t t

ในนิพจน์นี้ s t คือการกระจัดทั้งหมดและ t t คือเวลาทั้งหมดที่ใช้ในการกระจัดนั่น

เมื่อสังเกตจากการคำนวณนี้จะคำนึงถึงการกระจัดทั้งหมดและเวลาทั้งหมดที่ใช้ในการคำนวณโดยไม่จำเป็นต้องคำนึงถึงการกระจัดที่เกิดขึ้น

มันไม่จำเป็นที่จะต้องรู้ว่าร่างกายเร่งหรือหยุดหรือทำทั้งการเดินทางด้วยความเร็วคงที่หรือไม่

บ่อยครั้งที่จำเป็นต้องทำการคำนวณผกผันเพื่อกำหนดการกระจัดทั้งหมดจากความเร็วเฉลี่ยและเวลาทั้งหมดที่ใช้

ในกรณีนั้นเราต้องล้างการกระจัดของสมการแรกเพื่อให้ได้นิพจน์ที่ทำให้เราสามารถคำนวณได้:

Δs = v m ∙Δt

นอกจากนี้ยังสามารถทำได้หากคุณต้องการคำนวณเวลาที่ใช้ในการกำจัดด้วยความเร็วเฉลี่ยที่ทราบ:

Δt = v m ∙Δs

หน่วยวัดความเร็ว

สามารถแสดงความเร็วด้วยหน่วยต่าง ๆ ได้ ดังที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้นในระบบระหว่างประเทศหน่วยการวัดคือเมตรต่อวินาที

อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับบริบทของการใช้หน่วยอื่น ๆ ดังนั้นในกรณีของการขนส่งมักใช้กิโลเมตรต่อชั่วโมง

ในอีกทางหนึ่งในระบบหน่วยแองโกลแซกซอนพวกเขาใช้ foot ต่อวินาที ( ft / s ) หรือไมล์ต่อชั่วโมง ( mph ) สำหรับกรณีของการขนส่ง

ในการนำทางทะเลปมมักจะใช้ ในทางกลับกันในวิชาการบินบางครั้งมีการใช้หมายเลขมัคซึ่งหมายถึงความฉลาดทางระหว่างความเร็วของร่างกายและความเร็วของเสียง

ตัวอย่างการคำนวณความเร็วเฉลี่ย

ตัวอย่างแรก

ตัวอย่างทั่วไปที่อาจจำเป็นต้องคำนวณความเร็วเฉลี่ยคือการกระจัดระหว่างสองเมืองที่แยกกัน

สมมติกรณีที่ทั้งการกระจัดรวม (ซึ่งไม่จำเป็นต้องตรงกับระยะห่างระหว่างเมืองทั้งสอง) ในการเดินทางระหว่างสองเมือง - ตัวอย่างเช่น 216 กิโลเมตร - เป็นที่รู้จักเช่นเดียวกับเวลาที่ใช้ในเส้นทางนั้น - ตัวอย่างเช่นสามชั่วโมง -

การคำนวณความเร็วเฉลี่ยจะดำเนินการดังนี้:

v m = Δs / Δt = 216/3 = 72 km / h

หากต้องการแสดงความเร็วเป็นหน่วยของระบบระหว่างประเทศควรทำการแปลงต่อไปนี้:

v m = 72 km / h = 72 ∙ 1, 000/3600 = 20 m / s เนื่องจากหนึ่งกิโลเมตรคือพันเมตรและหนึ่งชั่วโมงมี 3600 วินาที

ตัวอย่างที่สอง

อีกกรณีที่ใช้การคำนวณความเร็วเฉลี่ยคือเมื่อมีการเดินทางหลายครั้งในช่วงเวลาที่กำหนด

สมมติว่าผู้หญิงที่ทำทัวร์จักรยานหลายครั้งในหลายวันและต้องการทราบว่าความเร็วโดยรวมของการเดินทางของเธอคือเท่าไหร่

ผู้หญิงเดินทางระยะทางต่อไปนี้ตามวันที่ต่อเนื่อง: 30 กิโลเมตร, 50 กิโลเมตร, 40 กิโลเมตรและ 20 กิโลเมตร

เวลาตามลำดับที่ใช้มีดังต่อไปนี้: หนึ่งชั่วโมงครึ่งชั่วโมงสองชั่วโมงครึ่งสองชั่วโมงครึ่งและหนึ่งชั่วโมงครึ่ง จากนั้นความเร็วเฉลี่ยที่ได้จะถูกคำนวณดังนี้:

v m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1, 5 + 2, 5 + 2, 5 + 1, 5) = 17, 5 km / h

ตัวอย่างความเร็วเฉลี่ย

อาจเป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะทราบตัวอย่างของความเร็วในการกระจัดเฉลี่ยเพื่อให้มีความคิดที่เข้าใจได้ง่ายขึ้นเกี่ยวกับค่าต่าง ๆ ที่สามารถทำได้

ในกรณีของคนเดินค่าของความเร็วเฉลี่ยถือว่าเป็น 5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง หากบุคคลเดียวกันนั้นทำงานเขาสามารถเข้าถึงความเร็วเฉลี่ยครึ่งหนึ่งได้

ความเร็วเฉลี่ยของนักปั่นจักรยานมือสมัครเล่นสามารถประเมินได้ที่ประมาณ 16 กิโลเมตรต่อชั่วโมงในขณะที่นักปั่นจักรยานมืออาชีพบนความเร็วเฉลี่ยบนถนนจะมีค่าถึง 45 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

พายุเฮอริเคนระดับ 1 สามารถมีความเร็วเฉลี่ย 119 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ในที่สุดความเร็วเฉลี่ยของการโคจรรอบโลกรอบดวงอาทิตย์คือ 107 218 กิโลเมตรต่อชั่วโมง