Скорость в физике — это… формула скорости

Как найти время, зная скорость и расстояние?

Для того, чтобы найти время, понадобившееся для прохождения пути, нужно знать расстояние и скорость. Если расстояние разделить на скорость — вы узнаете время. Пример такой задачи:

Как легко решать задачи на движение, где нужно найти расстояние, время или скорость?

1. Внимательно прочитайте задачу и определите, что известно из условия задачи.
2. Напишите на черновике эти данные.
3. Также напишите, что неизвестно и что нужно найти
4. Воспользуйтесь формулой для задач про расстояние, время и скорость
5. Введите в формулу известные данные и решите задачу

Решение для задачи про Зайца и Волка.

• Из условия задачи определяем, что нам известно скорость и расстояние.
• Также из условия задачи определяем, что нам нужно найти время, которое нужно было зайцу, чтобы добежать до норы.

Пишем в черновик эти данные например так:

Время — неизвестно

Теперь запишем то же самое математическими знаками:

S
— 3 километра

V — 1 км/мин

t
— ?

Вспоминаем и записываем в тетрадь формулу для нахождения времени:

t = S: v

t = 3: 1 = 3 минуты

Какие штрафы за нарушения знака «Ограничение максимальной скорости»?

Штрафы за превышение скорости довольно сильно (от 500 рублей до лишения прав) разнятся от величины превышения, а также повторности превышения (повторностью считается, если Вы превысили на ту же величину в течение года после уплаты первого штрафа за аналогичное превышение).

Самой разницы от того, превысили ли Вы скорость, указанную на знаке или же просто установленную на данном участке дороги (например, в городе 60 км/ч), нет. Штрафы за превышение полагаются за сам факт превышения. В таблице ниже Вы можете увидеть все возможные наказания за нарушения запрета ограничения скорости на 2020 год.

Различные наказания в зависимости от величины превышения и повторности нарушения.

1 — За превышение скорости более 80 км/ч можно как лишиться прав, так и получить штраф.2 — За повторное превышение более чем на 60 км/ч можно только лишиться прав, если был пойман инспектором ДПС, либо только получить штраф 5000 рублей, если превышение зафиксировала камера автофиксации.

Действует ли скидка на штраф за превышение скорости?

Скидка 50% действует на штрафы при незначительном превышении скорости. И не действует, если Вы превысили повторно или на величину более 60 км/ч (если в постановлении о назначении штрафа у Вас указана часть 6 или 7 статьи 12.9 в качестве вменённой Вам). Посмотрите внимательнее, в постановлении всегда указывается вменяемая статья и её часть.

Преобразование скорости

Основная статья: Сложение скоростей

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{\displaystyle S} была равна v→{\displaystyle {\vec {v}}}, а скорость системы отсчёта S′{\displaystyle S’} относительно системы отсчёта S{\displaystyle S} равна u→{\displaystyle {\vec {u}}}, то скорость тела при переходе в систему отсчёта S′{\displaystyle S’} будет равна

v→′=v→−u→.{\displaystyle {\vec {v}}’={\vec {v}}-{\vec {u}}.}

Для скоростей, близких к скорости света преобразования Галилея становятся несправедливы. При переходе из системы S{\displaystyle S} в систему S′{\displaystyle S’} необходимо использовать преобразования Лоренца для скоростей:

vx′=vx−u1−(vxu)c2,vy′=vy1−u2c21−(vxu)c2,vz′=vz1−u2c21−(vxu)c2,{\displaystyle v_{x}’={\frac {v_{x}-u}{1-(v_{x}u)/c^{2}}},v_{y}’={\frac {v_{y}{\sqrt {1-{\frac {u^{2}}{c^{2}}}}}}{1-(v_{x}u)/c^{2}}},v_{z}’={\frac {v_{z}{\sqrt {1-{\frac {u^{2}}{c^{2}}}}}}{1-(v_{x}u)/c^{2}}},}

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

Связанные понятия

Ряд понятий классической механики выражаются через скорость.

Импульс, или количество движения, — это мера механического движения точки, которая определяется как произведение массы точки на его скорость p→=mv→{\displaystyle {\vec {p}}=m{\vec {v}}}. Импульс является векторной величиной, его направление совпадает с направлением скорости. Для замкнутой системы выполняется закон сохранения импульса. Обобщением импульса в релятивистских системах является четырёхимпульс, временная компонента которого равна Ec{\displaystyle E/c}. Для обобщённого импульса также выполняется равенство:

pμ=mUμ,{\displaystyle p^{\mu }=m\,U^{\mu }\!,}

где Uμ{\displaystyle U^{\mu }} — обобщённая четырёхмерная скорость.

От скорости также зависит кинетическая энергия механической системы. Для абсолютно твёрдого тела полную кинетическую энергию можно записать в виде суммы кинетической энергии поступательного и вращательного движения:

T=mv22+Iω→22,{\displaystyle T={\frac {mv^{2}}{2}}+{\frac {{\mathcal {I}}{\vec {\omega }}^{2}}{2}},}

где  m{\displaystyle \ m} — масса тела,  v{\displaystyle \ v} — скорость центра масс тела, I{\displaystyle {\mathcal {I}}} — момент инерции тела, ω→{\displaystyle {\vec {\omega }}} — угловая скорость тела.

Изменение скорости по времени характеризуется ускорением. Ускорение отражает изменение скорости как по величине (тангенциальное ускорение), так и по направлению (центростремительное ускорение):

a→=dv→dt=a→τ+a→n=d|v→|dte→τ+v2re→n,{\displaystyle {\vec {a}}={\frac {\mathrm {d} {\vec {v}}}{\mathrm {d} t}}={\vec {a}}_{\tau }+{\vec {a}}_{n}={\frac {\mathrm {d} |{\vec {v}}|}{\mathrm {d} t}}{\vec {e}}_{\tau }+{v^{2} \over r}{\vec {e}}_{n},}

где  r{\displaystyle \ r} — радиус кривизны траектории точки.

В релятивистской механике угол между касательной к мировой линии частицы и осью времени в базовой системе отсчёта носит название быстроты (обозначается θ{\displaystyle \theta }). Быстрота выражается формулой:

θ=cArthvc=c2ln⁡1+vc1−vc,{\displaystyle \theta =c\,\mathrm {Arth} \,{\frac {v}{c}}={\frac {c}{2}}\ln {\frac {1+{\dfrac {v}{c}}}{1-{\dfrac {v}{c}}}},}

где Arthx{\displaystyle \mathrm {Arth} \,x} — ареатангенс, или гиперболический арктангенс. Быстрота стремится к бесконечности когда скорость стремится к скорости света. В отличие от скорости, для которой необходимо пользоваться преобразованиями Лоренца, быстрота аддитивна, то есть

θ′=θ+θ,{\displaystyle \theta ‘=\theta +\theta _{0},}

где θ{\displaystyle \theta _{0}} — быстрота системы отсчёта S′{\displaystyle S’} относительно системы отсчёта S{\displaystyle S}.

Зона действия предписывающих знаков

Эта группа технических средств организации движения, указывающих обязательное направление по конкретным участкам проезжей части, соблюдение скоростного режима, обозначающих части дороги, предназначенные для проезда определенных типов транспортных средств. Их нарушение грозит немалым штрафом для водителя.

Зона действия знаков дорожного движения, относящихся к данной группе, — на перекресток, перед которым они непосредственно установлены. Отдельного внимания требуют пересечения с разделительной полосой или зоной.

Предписывающие знаки, указывающее направление проезда транспортным средствам, имеют влияние на весь перекресток и до следующего обозначенного. То есть, если стоит знак «Движение прямо», то водителям автомобилей нельзя никуда сворачивать и до, и после разделительной полосы (или зоны). А обозначенным перекрестком является пересечение дорог, на котором установлен один или несколько знаков приоритета.

Зона действия может быть ограничена знаками дополнительной информации. Данные таблички располагаются снизу. Они имеют вид – цифры, указанной между двумя вертикальными стрелками (острие направленно вверх), на белом прямоугольнике. Располагаясь под знаком, они означают протяженность, на которой водитель обязан двигаться в указанном направлении (с определенной скоростью и так далее).

Единицы измерения скорости

Линейная скорость:

• Метр в секунду, (м/с), производная единица системы СИ
• Километр в час, (км/ч)
• узел (морская миля в час)
• Число Маха, 1 Мах равен скорости звука; Max n в n раз быстрее. Как единица, зависящая от конкретных условий, должна дополнительно определяться.
• Скорость света в вакууме (обозначается c)

Угловая скорость:

• Радианы в секунду, принята в системах СИ и СГС. Физическая размерность 1/с.
• Обороты в секунду (в технике)
• градусы в секунду, грады в секунду

Соотношения 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

Сложение скоростей

Скорости движения тела в различных системах отсчёта связывает между собой классический
закон сложения скоростей.

Скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта равна сумме
скоростей тела в подвижной системе отсчёта и самой подвижной системы
отсчёта относительно неподвижной.

Например, пассажирский поезд движется по железной дороге со скоростью 60 км/ч.
По вагону этого поезда идет человек со скоростью 5 км/ч. Если считать железную
дорогу неподвижной и принять её за систему отсчёта, то скорость человека относительно
системы отсчёта (то есть относительно железной дороги), будет равна сложению
скоростей поезда и человека, то есть

60 + 5 = 65, если человек идёт в том же направлении, что и поезд

60 – 5 = 55, если человек и поезд движутся в разных направлениях

Однако это справедливо только в том случае, если человек и поезд движутся по одной линии.
Если же человек будет двигаться под углом, то придётся учитывать этот угол, вспомнив о том,
что скорость – это векторная величина.

А теперь рассмотрим описанный выше пример более подробно – с деталями и картинками.

Итак, в нашем случае железная дорога – это неподвижная система отсчёта.
Поезд, который движется по этой дороге – это подвижная система отсчёта.
Вагон, по которому идёт человек, является частью поезда.

Скорость человека относительно вагона (относительно подвижной системы отсчёта) равна 5 км/ч.
Обозначим её буквой _Ч.

Скорость поезда (а значит и вагона) относительно неподвижной системы отсчёта
(то есть относительно железной дороги) равна 60 км/ч. Обозначим её буквой
_В. Иначе говоря, скорость
поезда – это скорость подвижной системы отсчёта относительно неподвижной системы отсчёта.

Скорость человека относительно железной дороги (относительно неподвижной системы отсчёта)
нам пока неизвестна. Обозначим её буквой .

Свяжем с неподвижной системой отсчёта (рис. 1.7) систему координат ХОY,
а с подвижной системой отсчёта – систему координат X_ПО_ПY_П
(см. также раздел ).
А теперь попробуем найти скорость человека относительно неподвижной системы отсчёта,
то есть относительно железной дороги.

За малый промежуток времени Δt происходят следующие события:

• Человек перемещается относительно вагона на расстояние _Ч
• Вагон перемещается относительно железной дороги на расстояние _B

= _Ч + _B

Это закон сложения перемещений. В нашем примере перемещение человека
относительно железной дороги равно сумме перемещений человека относительно вагона и
вагона относительно железной дороги.

Закон сложения перемещений можно записать так:

_ЧB

Скорость человека относительно железной дороги равна:

 =  / Δt

= _Ч + _B

то

Скорость человека относительно вагона:

ΔЧ = Ч / Δt

ΔB = B / Δt

 = ΔЧ + ΔB

сложения скоростей
Скорость тела относительно неподвижной системы отсчёта равна сумме скоростей тела в подвижной системе отсчёта и скорости самой подвижной системы отсчёта относительно неподвижной.

Скорость автомобиля

Скорость доставки груза во многом определяется скоростью движения автомобиля. Различают среднетехническую скорость и эксплуатационную.

Среднетехническая скорость учитывает кратковременные остановки в пути, связанные с регулированием движения и определяется:

;

Где Тдв — время движения;

L — пробег автомобиля.

На величину среднетехнической скорости влияют:

— состояние дорожного покрытия;

— интенсивность движения;

— динамические свойства автомобиля и его техническое состояние;

— особенности перевозимого груза;

— условия движения (время суток, погодные условия, время года, частота остановок в пути);

— квалификация и психофизиологические качества водителя.

Нормативы среднетехнических скоростей: в городе в зависимости от грузоподъемности автомобиля до 7 тонн — 23 км/час; 7тонн и выше – 22км/час.

При работе за городом: от типа дорожного покрытия

Нормативы среднетехнических скоростей: в городе в зависимости от грузоподъемности автомобиля до 7 тонн — 23 км/час; 7тонн и выше – 22км/час.

При работе за городом: от типа дорожного покрытия.

Таблица «Технические скорости движения грузовых автомобилей при работе за городом»

Группа дорог Тип покрытия Техническая скорость, км/ч

I усовершенствованный (асфальт) 42

II переходный (гравийно-щебеноч.) 33

III низший (грунтовое) 25

При работе во время бездорожья, в карьерах, при движении по целине нормативная техническая скорость снижается до 40%, при перевозке грузов, требующих особой осторожности — до 15%. Нормативные технические скорости не учитывают в груженом или порожнем состоянии движется автомобиль

Скорость порожнего в среднем на 7-15% выше, чем груженого. Результаты натурных наблюдений показывают, что техническая скорость в городских условиях мало зависит от грузоподъемности, а определяется интенсивностью транспортного потока от 29 до 39 км/час; за городом на грунтовых дорогах (2 тип) техническая скорость может составлять до 40 км/час, на междугородных магистралях (1 тип) скорость до 60 км/час

Нормативные технические скорости не учитывают в груженом или порожнем состоянии движется автомобиль. Скорость порожнего в среднем на 7-15% выше, чем груженого. Результаты натурных наблюдений показывают, что техническая скорость в городских условиях мало зависит от грузоподъемности, а определяется интенсивностью транспортного потока от 29 до 39 км/час; за городом на грунтовых дорогах (2 тип) техническая скорость может составлять до 40 км/час, на междугородных магистралях (1 тип) скорость до 60 км/час.

Эксплуатационная скорость рассчитывается с учетом кратковременных остановок в пути, связанных с регулированием движения, и простоев автомобилей в пунктах погрузки и разгрузки:

;

Где Vэксп — эксплуатационная скорость, км/ч;

Lнар — общий пробег автомобиля за время в наряде, км;

Тдв — суммарное время движения за время работы на линии, час ;

Тп-р — суммарный простой в пунктах погрузки разгрузки за время в наряде, час.

Коммерческая скорость (скорость доставки груза) — учитывает все имеющиеся затраты времени, включая время пролеживания груза на промежуточных складах .

Расстояние между ГО и ГП

V ком = ————————————————————— ;

t с момента окончания погрузки до начала выгрузки

Урок математики в 3-м классе по теме «Скорость. Время. Расстояние»

S ׃ t 24 ׃ 4 = 6 (м/мин) скорость Кубика. Вывод: Скорость – это величина, которую можно измерить и сравнить. Вместе с вами они научились измерять скорость движения. Давайте потренируемся в решении задач на нахождение скорости, выполняя работу самостоятельно. Бусинка вам предлагает найти скорость движения своих друзей в других видах спорта.

Как будете находить скорость движения? Будьте внимательны при обозначении скорости. Ещё 3 ученика – это скорости движения: 800 км/ч; 90 км/ч; 6 км/с. Найдите пару, соотнесите, у кого из вас какая скорость движения? Цель: продолжить формировать представление о новой величине «скорость, время, расстояние» и единицах ее измерения.