¡Convirtamos una lección de física escolar en un juego emocionante! En este artículo, nuestra heroína será la fórmula "Velocidad, tiempo, distancia". Analizaremos cada parámetro por separado, daremos ejemplos interesantes.

Velocidad

¿Qué es "velocidad"? Puedes ver un automóvil ir más rápido, otro más lento; una persona camina rápido, la otra se toma su tiempo. Los ciclistas también viajan a diferentes velocidades. ¡Sí! es la velocidad ¿Qué se entiende por eso? Por supuesto, la distancia que una persona ha viajado. el coche condujo durante unos Digamos que 5 km/h. Es decir, en 1 hora caminó 5 kilómetros.

¿Tiempo, distancia? Comencemos con la velocidad. Fíjate bien, ¿en qué se mide? Naturalmente, km/h, m/s. Hay otras unidades de medida, por ejemplo, km/s (en astronáutica), mm/h (en bioquímica). Observe lo que viene antes y después del signo "/". En primer lugar, significa "fracción", lo que significa que en el numerador - mm, km, m, en el denominador - h, s, min. En segundo lugar, parece una fórmula, ¿no? Kilómetros, metros - distancia, longitud y hora, segundo, minuto - tiempo. Aquí hay una pista para ti. Para que sea más fácil recordar cómo encontrar la velocidad, no mire las unidades de medida (km/h, m/s). En una palabra:

Tiempo

¿Que es el tiempo? Por supuesto, depende de la velocidad. Por ejemplo, estás esperando en la puerta de tu madre y tu hermano mayor. Vienen de la tienda. Mi hermano llegó mucho antes. Mamá tuvo que esperar otros 5 minutos, ¿por qué? Porque se movían a diferentes velocidades. Por supuesto, para llegar más rápido a su destino, debe agregar velocidad: acelere el paso, presione más el "gas" en el automóvil, acelere en una bicicleta. Solo cuando tenga prisa, tenga cuidado y esté atento para no chocar contra alguien o algo.

La velocidad tiene una pista - km/h. Pero, ¿y con el tiempo? Primero, el tiempo se mide en minutos, segundos, horas. La fórmula "velocidad, tiempo, distancia" aquí se transforma de la siguiente manera:

tiempo t[seg., min., h]=S[m, mm, km]/v[m/s, mm/min, km/h].

Si convierte la fracción de acuerdo con todas las reglas de las matemáticas, reduzca el parámetro de distancia (longitud), solo quedará un segundo, un minuto o una hora.

Distancia, distancia recorrida

Será más fácil navegar aquí, muy probablemente para los automovilistas que tienen un odómetro en el automóvil. Podrán determinar cuántos kilómetros han recorrido y también conocerán la velocidad. Pero dado que el movimiento es desigual, no será posible establecer el tiempo exacto de movimiento, si solo tomamos

La fórmula del camino (distancia) es el producto de la velocidad y el tiempo. Por supuesto, el parámetro más conveniente y accesible es el tiempo. Todo el mundo tiene un reloj. La velocidad del peatón no es estrictamente de 5 km/h, sino aproximadamente. Por lo tanto, puede haber un error aquí. En este caso, será mejor que lleves un mapa de la zona. Presta atención a qué escala. Debe indicar cuántos kilómetros o metros hay en 1 cm. Adjunte una regla y mida la longitud. Por ejemplo, hay un camino directo de casa a una escuela de música. El segmento resultó ser de 5 cm. Y en la escala se indica 1 cm = 200 m. Esto significa que la distancia real es 200 * 5 = 1000 m = 1 km. ¿Cuánto tiempo cubres esta distancia? ¿En media hora? En términos técnicos, 30 minutos = 0,5 h = (1/2) h Si resolvemos el problema, resulta que estamos caminando a una velocidad de 2 km/h. La fórmula "velocidad, tiempo, distancia" siempre te ayudará a resolver el problema.

¡No te lo pierdas!

Te aconsejo que no te pierdas puntos muy importantes. Cuando le den una tarea, mire cuidadosamente en qué unidades de medida se dan los parámetros. El autor del problema puede hacer trampa. Escribirá en dado:

Un hombre recorrió en bicicleta 2 kilómetros en una acera en 15 minutos. No se apresure a resolver el problema de inmediato de acuerdo con la fórmula, de lo contrario obtendrá tonterías y el maestro no lo contará por usted. Recuerda que en ningún caso debes hacer esto: 2 km / 15 min. Su unidad de medida será km/min, no km/h. Necesitas lograr esto último. Convertir minutos a horas. ¿Cómo hacerlo? 15 minutos es 1/4 de hora o 0,25 horas. Ahora puedes con seguridad 2 km/0,25 h = 8 km/h. Ahora el problema está resuelto correctamente.

Así de fácil es recordar la fórmula "velocidad, tiempo, distancia". Simplemente siga todas las reglas de las matemáticas, preste atención a las unidades de medida en el problema. Si hay matices, como en el ejemplo discutido justo arriba, convierta inmediatamente al sistema de unidades SI, como se esperaba.

Todas las tareas en las que hay movimiento de objetos, su movimiento o rotación, están relacionadas de alguna manera con la velocidad.

Este término caracteriza el movimiento de un objeto en el espacio durante un cierto período de tiempo: el número de unidades de distancia por unidad de tiempo. Es un "invitado" frecuente de ambas secciones de matemáticas y física. El cuerpo original puede cambiar su ubicación tanto uniformemente como con aceleración. En el primer caso, la velocidad es estática y no cambia durante el movimiento, en el segundo, por el contrario, aumenta o disminuye.

Cómo encontrar la velocidad - movimiento uniforme

Si la velocidad del cuerpo permaneció sin cambios desde el comienzo del movimiento hasta el final del camino, entonces estamos hablando de moverse con aceleración constante: Movimiento uniforme. Puede ser recto o curvo. En el primer caso, la trayectoria del cuerpo es una línea recta.

Entonces V=S/t, donde:

• V es la velocidad deseada,
• S - distancia recorrida (ruta total),
• t es el tiempo total de movimiento.

Cómo encontrar la velocidad: la aceleración es constante

Si un objeto se movía con aceleración, entonces su velocidad cambiaba a medida que se movía. En este caso, la expresión ayudará a encontrar el valor deseado:

V \u003d V (comienzo) + en, donde:

• V (comienzo) - la velocidad inicial del objeto,
• a es la aceleración del cuerpo,
• t es el tiempo total de viaje.

Cómo encontrar la velocidad - movimiento desigual

EN este caso hay una situación en la que el cuerpo pasa por diferentes partes del camino en diferentes momentos.
S(1) - para t(1),
S(2) - para t(2), etc.

En la primera sección, el movimiento tuvo lugar en un "tempo" V(1), en la segunda - V(2), y así sucesivamente.

Para averiguar la velocidad de un objeto que se mueve todo el camino (su valor promedio), use la expresión:

V= (S(1)+S(2))/(t(1)+t(2)).

Cómo encontrar la velocidad - rotación de un objeto

En el caso de la rotación, estamos hablando de la velocidad angular, que determina el ángulo que gira el elemento por unidad de tiempo. El valor deseado se denota con el símbolo ω (rad / s).

• ω = Δφ/Δt, donde:

Δφ - ángulo pasado (incremento de ángulo),
Δt - tiempo transcurrido (tiempo de movimiento - incremento de tiempo).

• Si la rotación es uniforme, el valor deseado (ω) está asociado con un concepto como el período de rotación: cuánto tiempo le tomará a nuestro objeto hacer 1 revolución completa. En este caso:

ω = 2π/T, donde:
π es una constante ≈3.14,
T es el período.

O ω = 2πn, donde:
π es una constante ≈3.14,
n es la frecuencia de circulación.

• Con la velocidad lineal conocida del objeto para cada punto en la trayectoria del movimiento y el radio del círculo a lo largo del cual se mueve, para encontrar la velocidad ω será necesario siguiente expresión:

ω = V/R, donde:
V es el valor numérico de la cantidad vectorial (velocidad lineal),
R es el radio de la trayectoria del cuerpo.

Cómo encontrar la velocidad: puntos de aproximación y alejamiento

En tales tareas, sería apropiado utilizar los términos velocidad de aproximación y velocidad de distancia.

Si los objetos se dirigen uno hacia el otro, la velocidad de aproximación (retirada) será la siguiente:
V (aproximación) = V(1) + V(2), donde V(1) y V(2) son las velocidades de los objetos correspondientes.

Si uno de los cuerpos alcanza al otro, entonces V (aproximación) = V (1) - V (2), V (1) es mayor que V (2).

Cómo encontrar la velocidad - movimiento en un cuerpo de agua

Si los eventos se desarrollan en el agua, entonces la velocidad de la corriente (es decir, el movimiento del agua en relación con una orilla fija) se suma a la velocidad del propio objeto (movimiento del cuerpo en relación con el agua). ¿Cómo se relacionan estos conceptos?

En el caso de moverse aguas abajo, V = V (propio) + V (tecnología).
Si contra la corriente - V \u003d V (propio) - V (flujo).

El concepto de tiempo refleja tales propiedades del mundo como el desarrollo constante, su cambio en la mente humana. Los procesos van en una cierta secuencia, mientras que tienen una cierta duración.

Definición

Tiempo- una cantidad física que refleja la propiedad de los procesos materiales de tener una cierta duración, seguir unos a otros en una secuencia establecida y desarrollarse en etapas. El tiempo se denota con la letra t.

Características del tiempo como cantidad física.

El tiempo es inseparable de la materia y su movimiento, ya que es su forma de existencia. No tiene sentido hablar del tiempo en sí mismo, porque aparte de los procesos materiales, el flujo del tiempo pierde sentido. Sólo el estudio de los procesos que tienen lugar en el mundo material y sus interrelaciones hace que el concepto de tiempo sea físicamente significativo.

En una serie de procesos que ocurren en la naturaleza, un lugar especial lo ocupan los procesos repetitivos (la repetición de días y noches, la respiración, el movimiento de las estrellas en el cielo, etc.). El estudio y la comparación de procesos similares entre sí conduce a la idea de la duración de los procesos materiales, la comparación de su duración conduce a la idea de su medición.

El estándar de medición es un proceso periódico, que se llama reloj. Existen sistemas de referencia en los que es posible introducir un tiempo único con suficiente precisión para la práctica. La introducción del tiempo común está bien confirmada por la experiencia. La teoría permite predecir desviaciones del tiempo común, lo que puede verificarse empíricamente.

La duración del proceso físico que ocurre en un punto determinado se determina utilizando un reloj que se encuentra en el mismo punto. En este caso se utiliza la comparación directa, se comparan las duraciones de los procesos que fluyen en un punto. La medida de la duración se reduce a fijar el principio y el final del proceso considerado en la escala del proceso, que se toma como referencia. En este caso se habla de fijar las lecturas del reloj en el momento de inicio y fin del proceso, y esto no tiene nada que ver con la ubicación real del reloj (proceso) en el punto de consideración.

La sincronización de relojes y el estudio de las leyes de propagación de señales físicas se desarrollaron en paralelo, mientras se realizaban mejoras y adiciones mutuas. La sincronización se realiza mediante señales que se propagan a una velocidad finita. Este método usa la definición de velocidad constante: si una señal proviene del punto donde el reloj muestra t 0 , moviéndose a una velocidad v=const, entonces cuando la señal llega a un punto a una distancia s, el reloj en este punto debería mostrar la hora

Definición

velocidad instantanea(o más a menudo sólo la velocidad) de un punto material es una cantidad física igual a la primera derivada del radio-vector del punto con respecto al tiempo (t). La velocidad generalmente se denota con la letra v. Esta es una cantidad vectorial. Matemáticamente, la definición del vector de velocidad instantánea se escribe como:

La velocidad tiene una dirección que indica la dirección del movimiento de un punto material y se encuentra en una tangente a la trayectoria de su movimiento. El módulo de velocidad se puede definir como la primera derivada de la longitud del camino (s) con respecto al tiempo:

La velocidad caracteriza la velocidad de movimiento en la dirección de movimiento del punto en relación con el sistema de coordenadas considerado.

Velocidad en diferentes sistemas de coordenadas

Las proyecciones de velocidad en los ejes del sistema de coordenadas cartesianas se escribirán como:

Por tanto, el vector velocidad en coordenadas cartesianas se puede representar como:

donde son los vectores unitarios. En este caso, el módulo del vector velocidad se encuentra usando la fórmula:

En coordenadas cilíndricas, el módulo de velocidad se calcula mediante la fórmula:

en el sistema de coordenadas esféricas:

Casos especiales de fórmulas para el cálculo de la velocidad

Si el módulo de velocidad no cambia en el tiempo, dicho movimiento se llama uniforme (v=const). Con movimiento uniforme, la velocidad se puede calcular usando la fórmula:

donde s es la longitud del camino, t es el tiempo que tarda el punto material en recorrer el camino s.

En movimiento acelerado, la velocidad se puede encontrar como:

donde es la aceleración del punto, es el tiempo durante el cual se considera la velocidad.

Si el movimiento es igualmente variable, entonces se utiliza la siguiente fórmula para calcular la velocidad:

donde es la velocidad inicial de movimiento, .

Unidades de velocidad

La unidad básica de velocidad en el sistema SI es: [v]=m/s 2