1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Фізика
  3. Одиниці швидкості

Одиниці швидкості

З формули (9.2) для швидкості видно, що при s = 1 і t = 1 величина v швидкості також виходить рівною одиниці. Тому за одиницю швидкості беруть швидкість такого руху, при якому за одиницю часу тіло проходить шлях, рівний одиниці. Так, в системі СІ за одиницю швидкості прийнята швидкість такого руху, при якому за одну секунду проходиться один метр шляху. Найменування цієї швидкості записують у вигляді: м / сек. Для будь-якого руху, ділячи довжину, виражену в метрах, на проміжок часу, виражений в секундах, знайдемо швидкість, виражену в одиницях м / сек.

При іншому виборі одиниці часу або одиниці шляху іншій буде і одиниця швидкості. Для одиниць шляху і часу см і сек одиницею швидкості буде см / сек – швидкість такого руху, при якому за 1 сек проходиться шлях довжиною в 1 см. Для одиниць км і годину виходить одиниця швидкості км / год – швидкість руху, при якому за 1 годину проходиться відстань в 1 км. Аналогічно складаються і записуються одиниці і при всякому іншому виборі одиниць часу і довжини.

Ясно, що при різному виборі одиниць швидкість одного і того ж руху буде мати різні чисельні значення. Нехай відомо чисельне значення швидкості будь-якого руху в якихось певних одиницях, наприклад в м / сек. Це значення виходить шляхом ділення числа, що виражає довжину пройденого шляху в метрах, на відповідний проміжок часу в секундах. Припустимо, ми хочемо висловити швидкість того ж рухи в інших одиницях, наприклад в км / год. Чи потрібно для цього заново виміряти пройдений шлях (тепер уже в кілометрах) і проміжок часу (тепер уже в годинах)? Повторювати вимірювання потреби немає. Нове чисельну ‘значення швидкості даного руху V км / год можна отримати зі старого значення v м / сек шляхом розрахунку.

Справді, позначимо виміряний шлях через s м, а проміжок часу через t сек. Чисельне значення швидкості є

Якщо ту ж довжину шляху ми виміряли б в кілометрах, а час в годинах, то величини, що входять у формулу для швидкості, змінилися б: довжина шляху висловилася б величиною S км = s * 1/1000 км, а час – величиною Т годину = t * 1/3600 годину.

У нових одиницях швидкість буде рівна

Ця формула і дає перехід від величини швидкості v, вираженої в м / сек, до величини швидкості V, вираженої в км / год. З цієї формули легко отримати і зворотний перехід від одиниці км / год до одиниці м / сек:

Наприклад, швидкість 100 м / сек дорівнює швидкості 3,6 * 100 = 360 км / год, а швидкість 72 км / год = (1 / 3,6) * 72 = 20 м / сек.

Легко також отримати і співвідношення між самими одиницями швидкості. Для цього в отриманих формулах слід взяти вихідну величину швидкості, рівну одиниці. Тоді отримаємо:

Користуючись для розрахунків формулами (9.1) – (9.4), а також іншими формулами, куди входитимуть довжина, час і швидкість, необхідно висловлювати всі величини у відповідних один одному одиницях. Якщо, наприклад, швидкість виражена в м / сек, то довжину шляху і проміжки часу потрібно висловлювати в метрах і секундах. Якщо шлях виражений в кілометрах, а час в годинах, то швидкість потрібно висловлювати в км / год. Якщо задані величини виражені в одиницях, які не відповідають один одному, то потрібно зробити переклад одиниць. Наприклад, якщо довжина задана в кілометрах, час-в годинах, а швидкість дана в м / сек, то потрібно знайти значення швидкості в км / год і саме це значення підставляти у формули.

У природі існує «природний зразок» швидкості. Це швидкість світла в порожнечі (наприклад, в космічному просторі). Швидкість світла дорівнює приблизно 300 000 км / сек 1). З тією ж швидкістю поширюється в порожнечі і всякий радіосигнал. Швидкість світла грає дуже важливу роль у всіх галузях фізики. Встановлено, що рух тіл зі швидкістю, більшою швидкості світла в порожнечі, неможливо: швидкість світла в порожнечі є гранична і недосяжна швидкість тел. Для всіх земних і небесних тіл швидкості завжди дуже малі в порівнянні зі швидкістю світла; наприклад, швидкість Землі в її русі навколо Сонця становить 30 км / сек, т. е. всього 0,0001 швидкості світла. Зі швидкостями тіл, що наближаються до швидкості світла, ми зустрічаємося тільки в світі найдрібніших частинок речовини – електронів, протонів та інших елементарних частинок. При таких швидкостях в поведінці тел спостерігаються важливі особливості. Ці питання будуть вивчатися в томі III цього підручника.

У морехідної практиці поширена спеціальна одиниця швидкості, що носить назву вузол. Вузол – це швидкість такого руху, при якому тіло проходить за одну годину одну морську милю. Один вузол = 0,514 м / сек. Сучасні морські судна, що розвивають швидкість близько 40 вузлів, т. Е. Понад 20 м / сек, несуться зі швидкістю урагану.

Цікаво відзначити, що іноді застосовують одиницю довжини, в основі якої лежить швидкість світла. Це – світловий рік, т. Е. Шлях, прохідний світлом за один рік. Світловий рік дорівнює приблизно 9 460 000 000 000 км. Цією одиницею довжини користуються в астрономії, де доводиться зустрічатися з відстанями в тисячі, мільйони і мільярди світлових років. Найближча до Землі зірка відстоїть від нас на 3,2 світлових роки, найдальші з спостережених галактик (зоряних систем) – на відстанях близько 3 мільярдів світлових років.

ПОДІЛИТИСЯ: