速率

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速率

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在日常使用和运动学中,物体的速度是其位置随时间变化的大小或单位时间内其位置变化的大小; 因此它是一个标量。 物体在一个时间间隔内的平均速度是物体行进的距离除以该间隔的持续时间; 当时间间隔的持续时间接近于零时,瞬时速度是平均速度的极限。 速率与速度不同。

速率的维度是距离除以时间。 速度的 SI 单位是米每秒 (m/s),但日常使用中最常用的速度单位是千米每小时 (km/h),或者在美国英国英里每小时 (mph ). 对于空中和海上旅行,结是常用的。

根据狭义相对论能量或信息传播的最快速度是真空中的光速 c = 299792458 米/秒。 物质不能完全达到光速,因为这需要无限量的能量。 在相对论物理学中,速度的概念取代了经典的速度概念。

定义

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瞬时速度

某个瞬间的速度,或在很短的时间内假定为恒定的速度,称为瞬时速度。 通过查看速度表,可以随时读取汽车的瞬时速度。 以 50 公里/小时的速度行驶的汽车通常以恒定速度行驶不到一小时,但如果它确实以该速度行驶了整整一个小时,它将行驶 50 公里。 如果车辆以该速度继续行驶半小时,它将行驶一半的距离(25 公里)。 如果只持续一分钟,它将覆盖大约 833 米。

在数学上,瞬时速度 v {displaystyle v} 定义为瞬时速度 v的大小,即位置 r 相对于时间:

v = | v | = | r ˙ | = | d r d t | .

如果 s是到时间 t 的路径长度(也称为距离),则速度等于 s 的时间导数:

v = d s d t 。 {displaystyle v={frac {ds}{dt}}。}

在速度恒定的特殊情况下(即直线速度恒定),这可以简化为 v = s / t 。 有限时间间隔内的平均速度是行驶的总距离除以持续时间。

平均速度

与瞬时速度不同,平均速度定义为行驶的总距离除以时间间隔。 例如,1小时行驶80公里,则平均时速为80公里。 同样,如果在 4 小时内行驶 320 公里,则平均速度也是每小时 80 公里。 当以公里 (km) 为单位的距离除以以小时 (h) 为单位的时间时,结果以公里每小时 (km/h) 为单位。

平均速度并没有描述在较短的时间间隔内可能发生的速度变化,因此平均速度通常与瞬时速度值有很大差异。 如果已知平均速度和行进时间,则可以通过重新排列定义来计算行进距离

速率

d = v¯ t。

在 4 小时的行程中,使用这个方程式计算平均速度为每小时 80 公里,所经过的距离为 320 公里。

图形语言表示,距离-时间图上任一点切线的斜率是该点的瞬时速度,而同一图的弦线斜率是该图所覆盖的时间间隔内的平均速度。 弦。 物体的平均速度为Vav = s÷t

速度与速度的区别

速度仅表示物体移动的速度,而速度则描述物体移动的速度和方向。

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词条目录
  1. 速率
  2. 定义
  3. 瞬时速度
  4. 平均速度
  5. 速度与速度的区别

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