Tốc độ tức thời của cơ thể được xác định bởi biểu thức. Bảng cheat: Phương pháp xác định tốc độ tức thời trong thể thao

TÔI .Giới thiệu

Tốc độ tức thời - giới hạn của tốc độ trung bình trong một khoảng thời gian vô cùng nhỏ.

Vận tốc dòng chảy trung bình là giá trị thu được bằng cách chia tốc độ dòng nước chảy qua một phần vuông góc với hướng dòng chảy cho diện tích mặt cắt ngang của nó.

Sẽ rất hữu ích khi phân biệt khái niệm tốc độ chuyển động trung bình với khái niệm tốc độ trung bình của một đường đi, bằng tỷ số giữa đường đi mà một điểm đi được và thời gian mà đường đi đó được đi. Không giống như tốc độ di chuyển, tốc độ đường đi trung bình là vô hướng.

Khi nói về tốc độ trung bình, để dễ phân biệt, tốc độ theo định nghĩa trên được gọi là tốc độ tức thời. Vì vậy, mặc dù tốc độ tức thời của một vận động viên chạy vòng quanh sân vận động tại mỗi thời điểm khác 0, nhưng tốc độ (chuyển động) trung bình của anh ta từ đầu đến cuối sẽ bằng 0 nếu điểm xuất phát và điểm về đích trùng nhau. Lưu ý rằng trong trường hợp này, tốc độ mặt đất trung bình vẫn khác 0.

II . Sự khác biệt giữa tốc độ tức thời và tốc độ trung bình.

Hãy để tôi nhắc bạn rằng để học phương pháp khoa học, chúng ta cần những ví dụ hay và dễ kiểm chứng. Sẽ khó có thể hiểu trực tiếp phương pháp khoa học trong quá trình áp dụng nó vào một số vấn đề ứng dụng mà chúng ta cần trong thực tế. Vì lý do này, chúng tôi nghiên cứu phương pháp khoa học bằng cách sử dụng ví dụ về các vấn đề vật lý.

Sau đó, chúng ta sẽ thấy rằng các mô hình toán học có ý nghĩa vật lý rõ ràng về tốc độ, đường đi và thời gian sẽ phù hợp để mô tả bất kỳ đại lượng thay đổi nào có liên quan với nhau. Và nếu việc áp dụng phương pháp khoa học trong một số lĩnh vực ứng dụng sẽ dẫn đến kết quả cụ thể dưới dạng con số chứ không phải các giả định trừu tượng, thì không thể thực hiện được nếu không có các mô hình toán học tiêu chuẩn này, đặc biệt là liên quan đến tốc độ, đường đi. và thời gian.

Nhờ những gì chúng ta đã học về cách đo các đại lượng vật lý và ước lượng sự thay đổi của chúng, việc hiểu tốc độ trung bình sẽ không gây khó khăn gì cho chúng ta cả.

Chúng ta hãy nhìn vào biểu đồ đường dẫn tương tự mà chúng ta đã sử dụng để nghiên cứu tốc độ trung bình.

Trên biểu đồ này, đường đi S(B) là 6 mét và cơ thể dành thời gian OB=15 giây cho việc này.

Giả sử một đoàn tàu khổng lồ dài một km đang chuyển động và chúng ta quan sát chuyển động này từ xa, nhìn vuông góc với chuyển động này.

Từ một khoảng cách rất xa, chúng ta thậm chí sẽ khó ghi lại được sự thật về chuyển động nếu quãng đường di chuyển có kích thước là 1 milimet chứ đừng nói đến việc đo nó một cách chính xác. Chúng ta hãy ở xa đến mức quãng đường di chuyển trong chuyển động này mà chúng ta vẫn có thể nhận thấy là bằng một mét.

Trong thực tế, chúng ta luôn có thể làm điều này: đi một đoạn đường ray dài và thẳng trên mặt đất bằng phẳng, đặt đoàn tàu lên đó và di chuyển ra xa đến mức đối với chúng ta, các chốt đóng ở khoảng cách 1 mét dường như được đặt rất chính xác. gần nhau.

Quan điểm của tôi là khoảng cách một mét đối với một đoàn tàu dài một km đối với nhiệm vụ này sẽ là một khoảng thời gian nhỏ về mặt vật lý, chúng ta thậm chí sẽ không nhìn thấy các chi tiết chuyển động ở khoảng cách dưới một mét;

Sau đó, bằng cách sử dụng đồng hồ bấm giờ, chúng ta có thể ghi lại những khoảnh khắc khi đoàn tàu đi qua từng chốt trong quá trình chuyển động này và nhập những kết quả này vào bảng tương ứng giữa đường đi và thời gian. Trong biểu đồ của chúng tôi, những khoảnh khắc này xảy ra khi đường biểu đồ đường đi qua từng dấu kiểm trên trục dọc S.

Bây giờ, đối với mỗi đoạn dài một mét của đường chuyển động này, chúng ta có thể tính tốc độ trung bình bằng biểu thức (3). Hóa ra tốc độ trung bình như vậy, được tính theo những khoảng nhỏ vật lý của đường đi, được gọi là tốc độ tức thời hay đơn giản là tốc độ.

Sẽ rất khó để vẽ tốc độ tức thời trên một biểu đồ lớn, vì vậy chúng ta hãy xem xét riêng hai mét đường đi đầu tiên của biểu đồ này trên tỷ lệ phóng to.

Các ô vuông được tô đầy trên đường cong dày đánh dấu các điểm khi vật thể di chuyển trên một đường là bội số của một mét.

Các đường thẳng mỏng biểu thị các góc, tiếp tuyến của mỗi góc là tốc độ tức thời, là tốc độ trung bình trong một khoảng nhỏ về mặt vật lý.

Đường chấm dày đánh dấu góc có tiếp tuyến bằng tốc độ trung bình trên đoạn đường dài hai mét.

Xét một điểm X nào đó, lấy tùy ý ở giữa đoạn đường đi, lúc này ta có thể tính được vận tốc trung bình Vcp();

Tốc độ tức thời V() được định nghĩa là tốc độ trung bình trong một khoảng nhỏ vật lý và từ tính chất đồng nhất vật lý của khoảng đó, trên đó chúng ta có thể xác định thêm bản chất chưa biết của chuyển động theo cách tùy ý, cụ thể là, hãy xem xét phong trào phải thống nhất. Từ tính chất của chuyển động đều, người ta biết rằng tốc độ trung bình trong quá trình chuyển động như vậy là không đổi và bằng tốc độ trung bình trong khoảng nhỏ vật lý này, tức là. bằng tốc độ tức thời.

Lưu ý rằng các tỷ lệ này được tính cho các khoảng thời gian t khác nhau. Vcp() trung bình cho t = – 0; tức thời V() cho một t khác, trong một khoảng thời gian nhỏ về mặt vật lý. Có thể so sánh chúng về mặt số lượng với nhau không?

Cả hai đều là thước đo sự thay đổi của cùng một đại lượng (đường dẫn) liên quan đến cùng một đơn vị của đại lượng khác (thời gian). Điều này có nghĩa là sự so sánh của chúng theo nghĩa này là đúng về mặt vật lý và chúng ta có thể nói tốc độ này lớn hơn tốc độ kia bao nhiêu và do đó, sự thay đổi đường đi từ tốc độ này lớn hơn tốc độ khác bao nhiêu, nhưng vị trí của những đường đi này là khác nhau và mối liên hệ giữa những tốc độ này và quãng đường mà S() đi được tại điểm X là khác nhau. Tốc độ tức thời V(t) và quãng đường đi được trong thời gian này S(t) không liên quan với nhau bằng biểu thức (3), nhưng Vcp(t) trung bình thì ngược lại, có liên quan với nhau.

Do đó, cả tốc độ trung bình và tốc độ tức thời đều biểu thị sự thay đổi đường đi theo thời gian, nhưng các đường đi khác nhau: tức thời biểu thị sự thay đổi đường đi ở một vùng lân cận nào đó của điểm X, trong khoảng xung quanh điểm này, và tốc độ trung bình biểu thị sự thay đổi tổng thể đường đi từ thời điểm được coi là thời điểm bắt đầu đếm ngược.

Sự khác biệt giữa tốc độ trung bình và tốc độ tức thời này có thể thấy rõ trên biểu đồ này dưới dạng các độ dốc khác nhau của các đường đối với góc tương ứng với tốc độ trung bình Vcp() với t = – 0 và đối với góc tương ứng với tốc độ trung bình Vcp ( trong một khoảng vật lý nhỏ) bằng V() tức thời với t = – 0, bởi vì Do đó chúng ta đã xác định được tốc độ tức thời.

Mặc dù thực tế là tốc độ tức thời đối với t = – 0 có thể được tính tại một điểm là trung bình trong một khoảng thời gian nhất định, giá trị của nó tại thời điểm này không liên quan đến giá trị quãng đường đi được đối với t = – 0 bằng cách sử dụng biểu thức (3 ).

Nói chung, trên một đoạn đường trên đồ thị có kích thước hai mét, từ các đường góc tương ứng với tốc độ, rõ ràng tốc độ trung bình Vcp(t) và tốc độ tức thời V(t) không phải là hằng số, chúng thay đổi theo thời gian. , nhưng không bằng nhau Vcp(t ) V(t)const.

Ý nghĩa vật lý của tốc độ tức thời là tốc độ thực mà một vật di chuyển trên một đoạn đường ngắn, tốc độ thực mà khi chuyển động, vật tương tác với một số vật xung quanh nó (ví dụ, nó va chạm hoặc di chuyển gần đó).

Tốc độ trung bình cũng có thể thay đổi theo thời gian và trong một khoảng nhỏ về mặt vật lý, nhưng nó không có ý nghĩa vật lý giống như tốc độ tức thời và không bằng tốc độ tức thời (Vcp(t) V(t)const).

Hãy xây dựng một biểu đồ tốc độ; chúng ta thu được các giá trị tốc độ tức thời bằng cách sử dụng biểu thức (3) từ biểu đồ đường dẫn cho từng khoảng thời gian nhỏ về mặt vật lý.

Bạn có thể nhớ lại rằng trên biểu đồ tốc độ, diện tích hình chữ nhật bên dưới đường chấm tương ứng với quãng đường di chuyển với tốc độ trung bình này.

Tốc độ tức thời là trung bình trong một khoảng thời gian nhỏ về mặt vật lý, tức là diện tích bên dưới mỗi hình chữ nhật có đường liền nét tương ứng với quãng đường di chuyển trong một khoảng vật lý nhỏ.

Tổng quãng đường đã đi bằng tổng các đường đi trong các khoảng nhỏ vật lý, tổng diện tích dưới mỗi hình chữ nhật có đường liền nét bằng diện tích của hình chữ nhật bên dưới đường chấm chấm, bởi vì con đường tương tự đã được đi theo.

Cũng cần lưu ý một lần nữa rằng việc tính toán đường đi sử dụng tốc độ tức thời là hoàn toàn chính xác, mặc dù thực tế là chúng ta không biết bản chất của sự thay đổi đường đi theo thời gian trong một khoảng thời gian nhỏ về mặt vật lý.

Trong quá trình di chuyển, tốc độ tức thời có thể tăng và giảm trong suốt hành trình và tốc độ trung bình trên toàn bộ hành trình không có thông tin về điều này; vì vậy, chỉ có kết quả của chuyển động là quan trọng, do đó, khi chúng ta muốn nghiên cứu chi tiết. của chuyển động, chúng ta sử dụng tốc độ tức thời.

III . Tốc độ trung bình và tức thời của chuyển động thẳng đều

Một chuyển động trong đó cơ thể thực hiện các chuyển động không đều nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau được gọi là không đều (hoặc thay đổi). Với chuyển động thay đổi, tốc độ của vật thể thay đổi theo thời gian, do đó, để mô tả chuyển động đó, các khái niệm về tốc độ trung bình và tốc độ tức thời đã được đưa ra.

Tốc độ trung bình của chuyển động xen kẽ vcp là một đại lượng vectơ bằng tỷ số giữa chuyển động của vật s và khoảng thời gian t mà chuyển động này được thực hiện:

Tốc độ trung bình đặc trưng cho chuyển động thay đổi chỉ trong khoảng thời gian mà tốc độ này được xác định. Biết tốc độ trung bình trong một khoảng thời gian nhất định, có thể xác định chuyển động của một vật chỉ bằng công thức s=vср·t trong một khoảng thời gian nhất định. Không thể tìm được vị trí của một vật chuyển động bất cứ lúc nào bằng vận tốc trung bình xác định theo công thức (1.5).

Như đã đề cập ở trên, khi một vật chuyển động dọc theo một đường thẳng theo một hướng, mô đun chuyển vị của nó bằng với quãng đường mà vật đó di chuyển, tức là. |s|=s. Trong trường hợp này, tốc độ trung bình được xác định theo công thức v=s/t, từ đó ta có

s=vav·t. (1.6)

Tốc độ tức thời của chuyển động xen kẽ là tốc độ mà vật thể đạt được tại một thời điểm nhất định (và do đó, tại một điểm nhất định trên quỹ đạo).

Chúng ta hãy tìm hiểu cách xác định tốc độ tức thời của một vật. Để cơ thể (điểm vật chất) thực hiện chuyển động thẳng không đều. Chúng ta hãy xác định tốc độ tức thời v của vật này tại một điểm C tùy ý trên quỹ đạo của nó (Hình 2).

Chúng ta hãy chọn một đoạn nhỏ Ds1 của quỹ đạo này, bao gồm điểm C. Vật đi qua đoạn này trong khoảng thời gian Dt1. Chia Ds1 cho Dt1, ta tìm được giá trị vận tốc trung bình vcp1 = Ds1/Dt1 tại phần Ds1. Sau đó trong khoảng thời gian Dt2

Rõ ràng, khoảng thời gian Dt càng ngắn thì độ dài đoạn D mà vật đi qua càng ngắn và giá trị của tốc độ trung bình vcp=Ds/Dt càng ít khác với giá trị của tốc độ tức thời tại điểm C. Nếu khoảng thời gian Dt tiến tới 0, độ dài đoạn đường Ds giảm vô hạn, và giá trị vận tốc trung bình vcp trong đoạn này tiến tới giá trị vận tốc tức thời tại điểm C. Do đó, tốc độ tức thời v là giới hạn của mà tốc độ trung bình của cơ thể vcp có xu hướng khi khoảng thời gian chuyển động của cơ thể có xu hướng bằng không:

v=lim(Ds/Dt). (1.7)

Qua một khóa học toán, người ta đã biết rằng giới hạn của tỷ lệ giữa mức tăng của hàm và mức tăng của đối số, khi đối số có xu hướng bằng 0 (nếu giới hạn này tồn tại), là đạo hàm bậc nhất của hàm này đối với a lập luận đã cho. Vì vậy, ta viết công thức (1.7) dưới dạng

v=(ds/dt)=s" (1.8)

trong đó các ký hiệu d/dt hoặc dấu gạch ngang ở trên cùng bên phải của hàm số biểu thị đạo hàm của hàm số này. Do đó, tốc độ tức thời là đạo hàm bậc nhất của đường đi theo thời gian.

Nếu đã biết dạng phân tích của sự phụ thuộc của đường đi vào thời gian, thì sử dụng quy tắc vi phân, bạn có thể xác định tốc độ tức thời bất cứ lúc nào. Ở dạng vectơ

IV . Chuyển động thẳng có gia tốc đều. Tăng tốc

Chuyển động thẳng như vậy, trong đó tốc độ của một vật thay đổi như nhau trong những khoảng thời gian bằng nhau, được gọi là chuyển động thẳng đều có gia tốc.

Tốc độ thay đổi tốc độ được đặc trưng bởi một đại lượng ký hiệu là a và được gọi là gia tốc. Gia tốc là một đại lượng vectơ bằng tỷ số giữa sự thay đổi tốc độ của vật v-v0 với khoảng thời gian t mà sự thay đổi này xảy ra:

a=(v-v0)/t. (1.9)

Ở đây V0 là tốc độ ban đầu của vật, tức là tốc độ tức thời của nó tại thời điểm thời gian bắt đầu; v là tốc độ tức thời của vật tại thời điểm đang xét.

Từ công thức (1.9) và định nghĩa về chuyển động có gia tốc đều, suy ra rằng trong chuyển động đó gia tốc không thay đổi. Do đó, chuyển động thẳng đều có gia tốc là chuyển động có gia tốc không đổi (a=const). Trong chuyển động thẳng đều có gia tốc, các vectơ v0, v và a hướng dọc theo một đường thẳng. Do đó, mô đun hình chiếu của chúng lên đường thẳng này bằng mô đun của chính các vectơ này và công thức (1.9) có thể viết dưới dạng

a=(v-v0)/t. (1.10)

Từ công thức (1.10) xác định được đơn vị gia tốc.

Đơn vị SI của gia tốc là 1 m/s2 (mét trên giây bình phương); 1 m/s2 là gia tốc của chuyển động có gia tốc đều, trong đó cứ sau mỗi giây tốc độ của vật tăng thêm 1 m/s.

V. . Công thức tính tốc độ tức thời và trung bình của chuyển động có gia tốc đều

Từ (1.9) suy ra v= v0+at.

Công thức này được sử dụng để xác định tốc độ tức thời v của một vật chuyển động có gia tốc đều nếu biết tốc độ ban đầu v0 và gia tốc a của nó. Đối với chuyển động thẳng đều có gia tốc đều, công thức này có thể viết dưới dạng

Nếu v0 = 0 thì

Chúng ta hãy biểu thị tốc độ trung bình của chuyển động thẳng đều có gia tốc. Từ công thức (1.11), rõ ràng là v=v0 tại t=0, v1=v0+a tại t=1, v2=v0+2a=v1+a tại t=2, v.v. Do đó, trong chuyển động có gia tốc đều thì các giá trị tốc độ tức thời mà vật có được trong những khoảng thời gian bằng nhau tạo thành một chuỗi số trong đó mỗi số (bắt đầu từ số thứ hai) thu được bằng cách cộng một số không đổi a vào số trước đó. Điều này có nghĩa là các giá trị được xem xét của tốc độ tức thời tạo thành một cấp số cộng. Do đó, tốc độ trung bình của chuyển động thẳng đều có gia tốc có thể được xác định bằng công thức

vav=(v0+v)/2, (1.13)

trong đó v0 là vận tốc ban đầu của vật; v là vận tốc của vật tại một thời điểm nhất định.

VI . Phương pháp xác định tốc độ tức thời và tốc độ trung bình trong thể thao.

Khoảng cách được xác định bằng mắt bằng cách so sánh với một đoạn đã biết trên mặt đất. Độ chính xác của việc xác định khoảng cách trực quan bị ảnh hưởng bởi độ chiếu sáng, kích thước của vật thể, độ tương phản của nó với nền xung quanh, độ trong suốt của khí quyển và các yếu tố khác. Khoảng cách xuất hiện nhỏ hơn so với thực tế khi quan sát qua các vùng nước, khe núi và thung lũng cũng như khi quan sát các vật thể lớn và biệt lập. Ngược lại, khoảng cách xuất hiện lớn hơn thực tế khi quan sát vào lúc hoàng hôn, ngược sáng, trong sương mù, trời nhiều mây và mưa. Tất cả những đặc điểm này cần được tính đến khi xác định khoảng cách bằng mắt. Độ chính xác của việc xác định khoảng cách bằng mắt cũng phụ thuộc vào trình độ đào tạo của người quan sát. Một người quan sát có kinh nghiệm có thể xác định khoảng cách lên tới 1000 m bằng mắt với sai số 10-15%. Khi xác định khoảng cách hơn 1000 m, sai số có thể lên tới 30%, nếu người quan sát không đủ kinh nghiệm thì 50%.

Xác định khoảng cách bằng đồng hồ tốc độ. Quãng đường mà ô tô đã đi được xác định là hiệu số giữa số chỉ của đồng hồ tốc độ ở đầu và cuối hành trình. Khi lái xe trên đường có bề mặt cứng sẽ là 3-5% và trên đất nhớt sẽ nhiều hơn 8-12% so với quãng đường thực tế. Những lỗi như vậy trong việc xác định khoảng cách bằng đồng hồ tốc độ phát sinh từ hiện tượng trượt bánh xe (trượt đường), mòn gai lốp và thay đổi áp suất lốp. Nếu bạn cần xác định quãng đường mà ô tô đã đi được một cách chính xác nhất có thể, bạn cần sửa đổi số chỉ của đồng hồ tốc độ. Nhu cầu này nảy sinh, chẳng hạn như khi di chuyển theo góc phương vị hoặc khi định hướng bằng các thiết bị định vị.

Số lượng điều chỉnh được xác định trước cuộc tuần hành. Với mục đích này, một đoạn đường được chọn, có tính chất của địa hình và lớp phủ đất tương tự như tuyến đường sắp tới. Đoạn này được chạy với tốc độ chạy theo chiều thuận và chiều ngược, lấy số đọc trên đồng hồ tốc độ ở đầu và cuối đoạn. Dựa trên dữ liệu thu được, độ dài trung bình của phần kiểm soát được xác định và giá trị của cùng một phần, được xác định từ bản đồ hoặc trên mặt đất bằng băng (roulette), sẽ bị trừ đi khỏi nó. Chia kết quả thu được cho chiều dài đoạn đo trên bản đồ (trên mặt đất) và nhân với 100 sẽ thu được hệ số hiệu chỉnh.

Ví dụ: nếu giá trị trung bình của đoạn kiểm soát là 4,2 km và giá trị đo được trên bản đồ là 3,8 km thì hệ số hiệu chỉnh

K=((4.2-3.8)/3.8)*100 = 10%

Do đó, nếu chiều dài của tuyến đường đo trên bản đồ là 50 km thì đồng hồ tốc độ sẽ hiển thị 55 km, tức là nhiều hơn 10%. Sự khác biệt 5 km là độ lớn của sự điều chỉnh. Trong một số trường hợp nó có thể âm tính.

Đo khoảng cách theo bước. Phương pháp này thường được sử dụng khi di chuyển theo góc phương vị, vẽ sơ đồ địa hình, vẽ các đối tượng và điểm mốc riêng lẻ trên bản đồ (sơ đồ) và trong các trường hợp khác. Các bước thường được tính theo cặp. Khi đo khoảng cách xa, sẽ thuận tiện hơn khi đếm bước theo ba bước, luân phiên dưới chân trái và chân phải. Sau mỗi trăm cặp hoặc ba bước, một dấu hiệu được thực hiện theo một cách nào đó và quá trình đếm ngược lại bắt đầu. Khi chuyển đổi khoảng cách đo được theo bước thành mét, số cặp hoặc bộ ba bước được nhân với độ dài của một cặp hoặc ba bước. Ví dụ: có 254 cặp bước được thực hiện giữa các điểm rẽ trên tuyến đường. Độ dài của một cặp bậc thang là 1,6 m Khi đó D = 254X1,6 = 406,4 m.

Thông thường, bước đi của một người có chiều cao trung bình là 0,7-0,8 m. Độ dài bước đi của bạn có thể được xác định khá chính xác bằng công thức.

trong đó D là chiều dài của một bước tính bằng mét

P là chiều cao của một người tính bằng mét.

Ví dụ: nếu một người cao 1,72 m thì chiều dài bước đi của người đó là

D=(1,72/4)+0,37=0,8 m.

Chính xác hơn, độ dài bước được xác định bằng cách đo một số đoạn địa hình tuyến tính bằng phẳng, ví dụ như đường, có chiều dài 200-300 m, được đo trước bằng thước dây (thước dây, máy đo khoảng cách, v.v.) . Khi đo khoảng cách xấp xỉ, chiều dài của một cặp bước được lấy là 1,5 m.

Sai số trung bình khi đo khoảng cách theo số bước tùy thuộc vào điều kiện lái xe là khoảng 2-5% quãng đường đã đi.

Có thể đếm số bước bằng máy đếm bước (Hình 1). Nó có hình dáng và kích thước của một chiếc đồng hồ bỏ túi. Bên trong thiết bị có một chiếc búa nặng, khi lắc sẽ hạ xuống và dưới tác dụng của lò xo sẽ trở về vị trí ban đầu. Trong trường hợp này, lò xo nhảy qua răng của bánh xe, chuyển động quay của bánh xe được truyền tới các mũi tên. Trên quy mô lớn của mặt số, kim hiển thị số đơn vị và hàng chục bước, ở bên phải - hàng trăm nhỏ và ở bên trái - hàng nghìn nhỏ. Máy đếm bước được treo thẳng đứng từ quần áo. Khi đi bộ, do rung động nên cơ chế của nó hoạt động và đếm từng bước đi.

Hình 1 Máy đếm bước đi

Xác định khoảng cách theo thời gian và tốc độ. Phương pháp này được sử dụng để tính gần đúng quãng đường đã đi, trong đó tốc độ trung bình được nhân với thời gian chuyển động. Tốc độ đi bộ trung bình là khoảng 5, và khi trượt tuyết là 8-10 km/h. Ví dụ, nếu một đội tuần tra trinh sát trượt tuyết trong 3 giờ thì nó sẽ đi được khoảng 30 km.

Xác định khoảng cách bằng tỷ lệ tốc độ âm thanh và ánh sáng. Âm thanh truyền trong không khí với tốc độ 330 m/s, tức là khoảng 1 km mỗi 3 giây và ánh sáng truyền gần như ngay lập tức (300.000 km/h). Như vậy, khoảng cách tính bằng km đến vị trí tia sáng của phát bắn (vụ nổ) bằng số giây trôi qua từ thời điểm phát sáng đến thời điểm nghe thấy âm thanh của phát bắn (vụ nổ), chia cho 3. Ví dụ, người quan sát nghe thấy tiếng nổ 11 giây sau tia sáng. Khoảng cách đến điểm chớp cháy

D=11/3 = 3,7 km.

Xác định khoảng cách bằng tai. Một đôi tai đã được huấn luyện sẽ là trợ thủ đắc lực trong việc xác định khoảng cách vào ban đêm. Việc sử dụng thành công phương pháp này phần lớn phụ thuộc vào việc lựa chọn địa điểm nghe. Nó được chọn sao cho gió không lọt thẳng vào tai. Trong bán kính vài mét, các nguyên nhân gây tiếng ồn được loại bỏ, chẳng hạn như cỏ khô, cành cây bụi, v.v. Vào một đêm không có gió với thính giác bình thường, có thể nghe thấy nhiều nguồn tiếng ồn khác nhau ở các phạm vi được chỉ ra trong bảng. 1.

Bảng 1

Xác định khoảng cách bằng các công trình hình học trên mặt đất. Phương pháp này có thể được sử dụng để xác định chiều rộng của các địa hình, chướng ngại vật khó đi hoặc không thể vượt qua (sông, hồ, vùng ngập nước, v.v.). Hình 2 thể hiện việc xác định chiều rộng của sông bằng cách dựng một tam giác cân trên mặt đất. Vì trong tam giác như vậy hai chân bằng nhau nên chiều rộng của sông AB bằng chiều dài của cạnh AC. Điểm A được chọn trên mặt đất sao cho có thể nhìn thấy vật thể cục bộ (điểm B) ở bờ đối diện và có thể đo được khoảng cách bằng chiều rộng của nó dọc theo bờ sông. Vị trí của điểm C được tìm bằng phép tính gần đúng, đo góc ACB bằng la bàn cho đến khi giá trị của nó bằng 45°.

Hình 2 Xác định khoảng cách bằng các công trình hình học trên mặt đất.

Một phiên bản khác của phương pháp này được hiển thị trong Hình. 23.6. Chọn điểm C sao cho góc ACB bằng 60°. Biết rằng tiếp tuyến của góc 60° bằng 1/2 nên chiều rộng của dòng sông bằng 2 lần khoảng cách AC. Trong cả trường hợp thứ nhất và thứ hai, góc tại điểm A phải bằng 90°.

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐƯỢC SỬ DỤNG

1.http://www.avtosport.ru/rally_pribor

2.http://worldhistory.clan.su/forum/75-673-1

3.http://miltop.narod.ru/Distance/other.htm

4.http://podhod.nm.ru/l89.htm

5.http://physlearn.narod.ru/phis1/part1.html

6.http://www.terver.ru/mgnovenskorostdvig.php

I.Giới thiệu

II. Sự khác biệt giữa tốc độ tức thời và tốc độ trung bình.

III. Tốc độ trung bình và tức thời của chuyển động thẳng đều

IV. Chuyển động thẳng có gia tốc đều. Tăng tốc

V. Công thức tính tốc độ tức thời và tốc độ trung bình của chuyển động có gia tốc đều

VI. Phương pháp xác định tốc độ tức thời và tốc độ trung bình trong thể thao.

VII. Danh sách tài liệu được sử dụng

« Vật lý - lớp 10"

Đồng hồ tốc độ hiển thị tốc độ nào?
Giao thông đô thị có thể di chuyển đồng đều và theo đường thẳng không?

Các vật thể thật (người, ô tô, tên lửa, tàu động cơ, v.v.), theo quy luật, không chuyển động với tốc độ không đổi. Chúng bắt đầu chuyển động từ trạng thái đứng yên, tốc độ tăng dần; khi dừng lại, tốc độ cũng giảm dần nên vật thật chuyển động không đều.

Chuyển động không đều có thể là chuyển động thẳng hoặc cong.

Để mô tả đầy đủ chuyển động không đều của một điểm, bạn cần biết vị trí và tốc độ của nó tại từng thời điểm.

Tốc độ của một điểm tại một thời điểm nhất định được gọi là tốc độ tức thời.

Ý nghĩa của tốc độ tức thời là gì?

Cho một điểm chuyển động không đều và dọc theo một đường cong, tại một thời điểm nào đó t chiếm vị trí M (Hình 1.24). Sau thời gian Δt 1 kể từ thời điểm này, điểm sẽ chiếm vị trí M 1, đã di chuyển Δ 1. Bằng cách chia vectơ Δ 1 cho khoảng thời gian Δt 1, chúng ta tìm được tốc độ của chuyển động thẳng đều mà điểm sẽ phải di chuyển để đi từ vị trí M đến vị trí M 1 trong thời gian Δt. Tốc độ này được gọi là tốc độ chuyển động trung bình của một điểm trong thời gian Δt 1.

Ký hiệu là ср1, chúng ta viết: Tốc độ trung bình hướng dọc theo cát tuyến MM 1. Sử dụng công thức tương tự, chúng ta tìm được tốc độ của một điểm chuyển động thẳng đều.

Tốc độ mà một điểm phải chuyển động đều và thẳng để đi từ vị trí ban đầu đến vị trí cuối cùng trong một khoảng thời gian nhất định được gọi là tốc độ trung bình sự chuyển động.

Để xác định tốc độ tại một thời điểm nhất định, khi điểm chiếm vị trí M, chúng ta tìm tốc độ trung bình trong khoảng thời gian ngày càng nhỏ hơn:

Tôi tự hỏi liệu định nghĩa sau đây về tốc độ tức thời có đúng hay không: “Tốc độ của một vật tại một điểm nhất định trên quỹ đạo được gọi là tốc độ tức thời”?

Khi khoảng thời gian Δt giảm, độ dịch chuyển của điểm giảm về độ lớn và thay đổi hướng. Theo đó, tốc độ trung bình cũng thay đổi cả về độ lớn và hướng. Nhưng khi khoảng thời gian Δt tiến tới 0, tốc độ trung bình sẽ ngày càng khác nhau ít hơn. Điều này có nghĩa là khi khoảng thời gian Δt tiến tới 0, tỷ lệ hướng về một vectơ nhất định làm giá trị giới hạn của nó. Trong cơ học, đại lượng này được gọi là tốc độ của một điểm tại một thời điểm nhất định hoặc đơn giản là tốc độ tức thời và biểu thị

Tốc độ tức thờiđiểm là một giá trị bằng giới hạn của tỷ số giữa chuyển động Δ và khoảng thời gian Δt trong đó chuyển động này xảy ra, vì khoảng Δt có xu hướng bằng không.

Bây giờ chúng ta hãy tìm hướng của vectơ vận tốc tức thời. Tại bất kỳ điểm nào của quỹ đạo, vectơ vận tốc tức thời có hướng giống như trong giới hạn, khi khoảng thời gian Δt tiến về 0 thì tốc độ trung bình của chuyển động có hướng. Tốc độ trung bình này trong khoảng thời gian Δt có hướng giống như hướng của vectơ dịch chuyển Δ. Từ Hình 1.24 có thể thấy rằng khi khoảng thời gian Δt giảm, vectơ Δ, giảm chiều dài của nó, đồng thời quay. Vectơ Δ càng ngắn thì nó càng gần với tiếp tuyến được vẽ với quỹ đạo tại một điểm M cho trước, tức là cát tuyến biến thành tiếp tuyến. Kể từ đây,

tốc độ tức thời có hướng tiếp tuyến với quỹ đạo (xem Hình 1.24).

Cụ thể, tốc độ của một điểm di chuyển dọc theo đường tròn có hướng tiếp tuyến với đường tròn này. Điều này không khó để xác minh. Nếu các hạt nhỏ được tách ra khỏi một đĩa quay, thì chúng bay theo phương tiếp tuyến, vì tại thời điểm tách chúng có tốc độ bằng tốc độ của các điểm trên chu vi của đĩa. Đây là lý do tại sao bụi bẩn từ dưới bánh xe của một chiếc ô tô bị trượt sẽ bay tiếp tuyến với chu vi của bánh xe (Hình 1.25).

Khái niệm tốc độ tức thời là một trong những khái niệm cơ bản của động học. Khái niệm này đề cập đến một điểm. Vì vậy, trong tương lai, nói về tốc độ chuyển động của một vật không thể coi là điểm, chúng ta có thể nói đến tốc độ của một số điểm của nó.

Ngoài tốc độ chuyển động trung bình, tốc độ mặt đất trung bình cps thường được dùng để mô tả chuyển động.

Tốc độ mặt đất trung bìnhđược xác định bằng tỉ số giữa quãng đường và khoảng thời gian mà quãng đường này đi được:

Khi chúng tôi nói rằng đoàn tàu đi từ Moscow đến St. Petersburg với tốc độ 80 km/h, chúng tôi muốn nói chính xác là tốc độ mặt đất trung bình của đoàn tàu giữa các thành phố này. Môđun tốc độ chuyển động trung bình sẽ nhỏ hơn tốc độ trung bình trên mặt đất, vì s > |Δ|.

Đối với chuyển động không đều, định luật cộng vận tốc cũng đúng. Trong trường hợp này, vận tốc tức thời được cộng lại với nhau.

Tốc độ trong vật lý có nghĩa là một vật chuyển động nhanh như thế nào trong không gian. Giá trị này có thể khác nhau: tuyến tính, góc cạnh, trung bình, vũ trụ và thậm chí siêu sáng. Tất cả các giống hiện có cũng bao gồm tốc độ tức thời. Đây là loại đại lượng gì, công thức của nó là gì và những hành động nào cần thiết để tính toán nó - đây chính xác là những gì sẽ được thảo luận trong bài viết của chúng tôi.

Tốc độ tức thời: bản chất và khái niệm

Ngay cả một học sinh tiểu học cũng biết cách xác định tốc độ chuyển động của một vật theo đường thẳng: chia quãng đường vừa đủ cho thời gian thực hiện chuyển động đó. Tuy nhiên, cần nhớ rằng kết quả thu được theo cách này cho phép chúng ta đánh giá. Nếu một vật chuyển động không đều, thì ở một số phần nhất định trên đường đi của nó, tốc độ chuyển động có thể thay đổi đáng kể. Do đó, đôi khi cần phải có một đại lượng như tốc độ tức thời. Nó cho phép người ta đánh giá tốc độ chuyển động của một điểm vật chất tại bất kỳ thời điểm chuyển động nào.

Tốc độ tức thời: công thức tính

Tham số này bằng giới hạn (ký hiệu là giới hạn, viết tắt là lim) của tỷ số giữa độ dịch chuyển (chênh lệch tọa độ) với khoảng thời gian mà sự thay đổi này xảy ra, với điều kiện khoảng thời gian này có xu hướng đạt đến 0. Định nghĩa này có thể được viết dưới dạng công thức sau:

v = Δs/Δt với Δt → 0 hoặc hơn v = lim Δt→0 (Δs/Δt)

Lưu ý rằng tốc độ tức thời là Nếu chuyển động xảy ra theo đường thẳng thì nó chỉ thay đổi về độ lớn và hướng không đổi. Ngược lại, vectơ vận tốc tức thời có hướng tiếp tuyến với quỹ đạo chuyển động tại mỗi điểm đang xét. Ý nghĩa của chỉ số này là gì? Tốc độ tức thời cho phép bạn tìm hiểu xem một vật sẽ chuyển động bao nhiêu trong một đơn vị thời gian nếu kể từ thời điểm đang xem xét, nó chuyển động đều và thẳng.

Trong trường hợp này, không có khó khăn gì: bạn chỉ cần tìm tỷ lệ giữa khoảng cách và thời gian mà vật đó bao phủ nó. Trong trường hợp này, tốc độ trung bình và tốc độ tức thời của vật bằng nhau. Nếu chuyển động không xảy ra liên tục thì trong trường hợp này cần phải tìm ra độ lớn của gia tốc và xác định tốc độ tức thời tại từng thời điểm cụ thể. Khi di chuyển theo phương thẳng đứng, cần tính đến ảnh hưởng của tốc độ tức thời của ô tô bằng radar hoặc đồng hồ tốc độ. Cần lưu ý rằng chuyển vị ở một số đoạn của đường có thể có giá trị âm.

Để tìm gia tốc, bạn có thể sử dụng gia tốc kế hoặc tạo hàm chuyển động và sử dụng công thức v=v0+a.t. Nếu chuyển động bắt đầu từ trạng thái đứng yên thì v0 = 0. Khi tính phải tính khi vật chuyển động chậm lại (vận tốc giảm) thì giá trị gia tốc sẽ có dấu trừ. Nếu một vật chuyển động thì tốc độ chuyển động tức thời của nó được tính theo công thức v= g.t. Trong trường hợp này, tốc độ ban đầu cũng bằng 0.