Pokud již hledáte odpověď na otázku, zda může být rychlost záporná nebo ne, jste na správném místě. Tento příspěvek také odpoví, jak a kdy může být negativní.
Protože rychlost je klasifikována jako vektorová veličina, má jak velikost (hodnotu), tak směr. Kdykoli se objekt nebo těleso pohybuje v kladném směru popsaném souřadnicovým systémem, je jeho rychlost považována za kladnou. Jeho rychlost se nazývá záporná, pokud jde v opačném směru.
Jak může být rychlost záporná?
Rychlost jako vektorová veličina má nejen velikost (délku vektoru), ale má také směr.
Velikost nebo délka vektoru, včetně rychlosti, je vždy kladná, protože jde pouze o hodnotu. Směr libovolného vektoru je však určen vztažnou soustavou. V důsledku toho záporné znaménko pro jakýkoli vektor pouze označuje směr vektoru. V důsledku toho může být rychlost záporná.
Kdy může být rychlost záporná?
Velikost rychlosti nemůže být záporná; pouze směr má za následek záporné nebo kladné znaménko. Souřadnicový systém rozhoduje o kladných a záporných znaméncích vektoru.
Zvažte předmět nebo tělo cestující v jedné dimenzi, nebo můžeme říci, že podél přímky. Kladný směr označuje pohyb v kladném směru určeném souřadnicovým systémem, zatímco záporný směr označuje pohyb opačný.
Může být rychlost v grafu záporná?
Rychlost může být v grafu také kladná, záporná a nulová.
V grafu rychlosti vs. čas, pokud čára grafu leží pod zápornou oblastí grafu, tj. pod osou X, jak je znázorněno v grafu níže, můžeme říci, že se objekt nebo těleso pohybuje zápornou rychlostí. Graf ukazuje, že se objekt nebo těleso pohybuje záporným směrem.
Na základě výše uvedených grafů tedy můžeme dojít k závěru ať už se sklon čáry zvětšuje nebo zmenšuje, pokud je v záporné oblasti, je rychlost objektu záporná. Podobně, pokud je čára grafu v kladné oblasti, říká se, že objekt má kladnou rychlost. Nakonec předpokládejme, že čára grafu prochází přes osu X z pozitivní do negativní oblasti nebo z negativní do pozitivní oblasti. Můžeme říci, že předmět nebo těleso v takovém případě změnilo svůj směr.
Nyní se možná ptáte, kdy je zrychlení kladné nebo zda je situace podobná volnému pádu. Je možné, aby byla v tu chvíli také záporná rychlost? Uvidíme, jak to půjde.
Může být rychlost záporná, když je zrychlení kladné?
Ano, je možné mít záporná rychlost, když je zrychlení kladné.
Uvažujme těleso nebo předmět pohybující se záporným směrem, mající a záporná rychlost a zrychlení. Pokud objekt zpomalí, jeho vektor zrychlení bude opačný než jeho pohyb, tj. kladný. To znamená, že zatímco rychlost je záporná, zrychlení je kladné.
Projít tento článek dozvědět se více o pohybu se zápornou rychlostí a kladným zrychlením.
Problém: Předpokládejme, že auto jede rychlostí 15 m/s z východu na západ (což považujeme za záporný směr. Řidič použije přestávky po 4 sekundách na vzdálenost 30 m. Jaké by bylo zrychlení auta? Je zrychlení v tomto scénáři pozitivní nebo negativní?
Zadáno:
Počáteční rychlost vozu v1 = -15 m/s
Konečná rychlost vozu v2 = 0 m/s (při použití přestávky)
Doba jízdy autem do t = 4 s
Vzdálenost ujetá autem d = 30 m
Najít:
Zrychlení vozu a = ?
Řešení:
Jak víme, zrychlení je dáno:
∴ a = 3.8 m/s2
Výsledkem je, že i když je počáteční rychlost záporná, když řidič zabrzdí po 4 sekundách, zrychlení je kladné, protože je v opačném směru pohybu.
Může být rychlost při volném pádu záporná?
Volný pád je jen negativní zrychlení. Přesněji to znamená, že se něco pohybuje rychleji směrem dolů.
V kartézském souřadnicovém systému obvykle považujeme směr dolů za negativní a směr nahoru za pozitivní. V důsledku toho, když je objekt ve volném pádu, odhadujeme jeho rychlost jako zápornou kvůli směru dolů.
Problém: Uvažujme tenisový míček a plastový míček padající ze stejné výšky a ve stejnou dobu. Plastovému míčku trvá dosažení země 4 sekundy, zatímco tenisovému míčku trvá 6 sekund. Jaké jsou jejich rychlosti?
Zadáno:
Čas strávený plastovou koulí tp = 4 sekund
Čas strávený tenisovým míčkem tt = 6 sekund
Tíhové zrychlení g = -9.8 m/s2 (jak je to ve směru dolů)
Najít:
Rychlost plastové koule vp =?
Rychlost tenisového míčku vt =?
Řešení:
V případě volného pádu je rychlost dána:
v=gt
∴ Rychlost plastové koule:
vp = gtp
∴ vp = -9.8*4 = -39.2 m/s
∴ Rychlost tenisového míčku:
vt = gtt
∴ vt = -9.8*6 = -58.8 m/s
Výsledkem je, že tenisový míček má vyšší rychlost než plastový míček.
Pojďme nyní analyzovat, zda různé rychlosti, jako je průměrná rychlost, konečná rychlost, počáteční rychlost, koncová rychlost, úhlová rychlost, relativní rychlost, okamžitá rychlost, a tak dále mohou být záporné nebo ne.
Může být průměrná rychlost záporná?
Průměrná rychlost, stejně jako rychlost, je také vektorová veličina. Jeho směr je také stejný jako směr pohybu objektu.
Když je průměrná rychlost kladná, objekt se pohybuje dopředu ze svého počátečního bodu. Když je průměrná rychlost záporná, znamená to jednoduše, že se objekt pohybuje zpět od svého počátečního bodu. Výsledkem je, že záporná průměrná rychlost pouze ukazuje zpětný pohyb objektu.
Úloha: Vypočítejte průměrnou rychlost člověka za daný časový interval, jestliže se posune 5 m za 3 s podél kladné osy x a 15 m za 7 s podél záporné osy x?
Zadáno:
Počáteční přemístění osoby, xi = 5 XNUMX XNUMX m
Konečné přemístění osoby, xf = -15 m (Když se pohybuje v záporném směru x)
Počáteční časový interval ti = 3 s
Konečný časový interval tf = 7 s
Najít:
Průměrná rychlost člověka vavg =?
Řešení:
Průměrná rychlost člověka je dána:
vavg =(x)f - Xi) / (tf - ti)
Vložením hodnot do výše uvedené rovnice:
∴ vavg = (-15-5) / (7-3)
∴ vavg = -20/4 = -5 m/s
Může být počáteční rychlost záporná?
Počáteční rychlost může být kladná, záporná nebo nulová.
Pokud se předmět nebo těleso pohybuje dozadu nebo dolů, jeho počáteční rychlost je považována za zápornou. Podobně, pokud se pohybuje vpřed nebo nahoru, považujeme ho za kladnou počáteční rychlost. Těleso nebo předmět považujeme za nulovou počáteční rychlost, pokud se vůbec nepohybuje.
Problém: Během 3 sekund John dokončí jízdu na kole s konečnou rychlostí 9 m/s a zrychlením 4 m/s2. Určete počáteční rychlost Johna.
Zadáno:
Konečná rychlost v = 9 m/s
Zrychlení a = 4 m/s2
Časový interval t = 3 s
Najít:
Počáteční rychlost u = ?
Řešení:
Abychom našli počáteční rychlost, použijeme pohybovou rovnici, která je dána vztahem:
v = u + at
∴ u = v – at
Vložením hodnot do výše uvedené rovnice:
∴u = 9 – (4 * 3) = 9 -12 = -3 m/s
Když dostaneme zápornou počáteční rychlost, můžeme říci, že John šel zpočátku směrem dozadu rychlostí 3 m/s a poté směrem dopředu rychlostí 9 m/s.
Může být konečná rychlost záporná?
Konečná rychlost může být také kladná, záporná nebo nulová, stejně jako počáteční rychlost.
Pokud se předmět nebo těleso pohybuje dozadu nebo dolů, jeho konečná rychlost je považována za zápornou. Podobně, pokud se pohybuje vpřed nebo nahoru, považujeme to za kladnou konečnou rychlost. Pokud se těleso nebo předmět úplně zastaví, považujeme ho za nulovou konečnou rychlost.
Problém: Předpokládejme, že muž urazí určitou vzdálenost v kladném směru x rychlostí 18 m/s. Nyní, pokud je jeho zrychlení -5 m/s2, vypočítejte konečnou rychlost za 4 sekundy.
Zadáno:
Počáteční rychlost u = 18 m/s
Zrychlení a = -5 m/s2
Časový interval t = 4 s
Najít:
Konečná rychlost v = ?
Řešení:
Abychom našli konečnou rychlost, použijeme pohybovou rovnici, která je dána vztahem:
v = u + at
Uvedení hodnot do výše uvedené rovnice:
∴v = 18 +(-5)*4 = 18-20 =-2 m/s
Když osoba nakonec změní směr, dostaneme zápornou konečnou rychlost.
Může být okamžitá rychlost záporná?
Gradient posunutí objektu není nic jiného než okamžitá rychlost.
Pokud je gradient posunu v daném okamžiku záporný, okamžitá rychlost je rovněž záporná. To znamená, že rychlost je v opačném směru, než je kladný směr, který jste vybrali z hlediska fyziky.
Problém: Částice se pohybuje podél x-osy podle x(t) = 15t – 3t2. Jaká je okamžitá rychlost při t = 2 s a t = 3 s?
Zadáno:
x(t) = 15t – 3t2 ………….(1)
Čas t1 = 2 sekund
Čas t2 = 3 sekund
Najít:
Okamžitá rychlost částice v(t) = ?
Řešení:
Pohyb částic popisuje rovnice (1) v pojmech posunutí jako funkce času. Pohybovou rovnici z hlediska rychlosti můžeme najít pomocí derivace výše uvedené rovnice.
∴v(t) = 15 – 6t
Okamžitá rychlost v čase t1 = 2 sekund
v(2 s) = 15 – 6*2 = 15-12= 3 m/s
Okamžitá rychlost v čase t2 = 3 sekund
v(3 s) = 15 – 6*3 = 15-18= -3 m/s
Může být relativní rychlost záporná?
Když vezmeme v úvahu rychlost předmětu nebo tělesa vzhledem k jinému, tato rychlost se nazývá relativní rychlost.
Když se dva předměty nebo tělesa pohybují opačným směrem, jejich relativní rychlost je dána rozdílem mezi jejich rychlostmi. Tedy relativní rychlost opačně se pohybujících objektů skončí negativní.
Předpokládejme, že dva objekty se pohybují různými rychlostmi v opačných směrech. Rychlost objektu 2 vzhledem k objektu 1 je tedy dána:
v21 = v2 - v1
Problém: Dvě vlakové koleje z východu na západ vedou paralelně jedna s druhou. Vlak A se pohybuje na východ rychlostí 54 km/h, zatímco vlak B se pohybuje na západ rychlostí 90 km/h. Jaká je rychlost vlaku B vzhledem k vlaku A?
Zadáno:
Kladný směr osy x byl zvolen ze západu na východ. Tím pádem,
Rychlost vlaku A vA = 54 km/h = 15 m/s
Rychlost vlaku B vB = -90 km/h = -25 m/s
Najít:
Rychlost vlaku B vzhledem k vlaku A vBA =?
Řešení:
vBA = vB - vA
Vložením hodnot rychlostí do výše uvedené rovnice:
∴vBA = -25-15 = -40 m/s
V důsledku toho můžeme dojít k závěru, že vlak B vypadá pohybovat se rychlostí 40 m/s od východu na západ.
Může být úhlová rychlost záporná?
Úhlová rychlost je také vektorová veličina, která obsahuje jak směr, tak velikost.
Když je rotace proti směru hodinových ručiček, pak se úhlová rychlost bere jako kladná, a když je rotace ve směru hodinových ručiček, pak se úhlová rychlost bere jako záporná. Kromě toho, když úhlové posunutí klesá, úhlová rychlost je záporná a úhlová rychlost je kladná, když se zvyšuje.
Úloha: Vypočítejte úhlovou rychlost kola s počátečním úhlovým posunutím π rad a úhlovým posunutím -π rad po 2 sekundách.
Zadáno:
Initial angular displacement ????i = π rad
Final angular displacement ????f =-π rad
Časový interval t = 2 sec
Najít:
Úhlová rychlost kola ⍵ = ?
Řešení:
Úhlová rychlost je dána vztahem:
Tak,
⍵ =(-π-π)/2 =-1 rad/s
Může být maximální rychlost záporná?
Maximální rychlost se považuje za dosaženou, když je derivace rychlosti nulová. Po tomto bodě není možné získat žádnou další rychlost.
Negativní a pozitivní pouze ukazují, jakým směrem se objekt nebo těleso pohybuje, když dosáhne své maximální rychlosti. Přesněji, pokud vezmeme v úvahu souřadnicový systém, můžeme vidět, ve které oblasti, pozitivní nebo negativní, má objekt maximální rychlost.
Může být koncová rychlost záporná?
Nejvyšší konstantní rychlost získaná objektem, když propadá tekutinou (kterou může být jakýkoli plyn nebo kapalina), je známá jako konečná rychlost.
Viskózní síla vyrovnává svou hmotnost, jakmile je kulové těleso ponořeno do viskózní kapaliny. Pokud je hustota kulového tělesa menší než hustota okolní tekutiny, těleso začne migrovat nahoru. Negativní konečná rychlost se aplikuje na tuto vzestupnou směrovou koncovou rychlost.
Může být změna rychlosti záporná?
Když vezmeme rozdíl mezi konečnou rychlostí tělesa a jeho počáteční rychlostí, nazývá se to změna rychlosti tohoto tělesa.
Protože konečná i počáteční rychlost mohou být záporné, změna rychlosti může být rovněž záporná. Kromě toho, pokud se konečná rychlost liší od počáteční rychlosti v záporném směru, změna rychlosti bude záporná.
Doufáme, že jsme vám poskytli uspokojivá řešení vašich dotazů, zda může být rychlost záporná, jak může být záporná, kdy může být záporná a mnoho dalších. Navštivte prosím naše webové stránky a přečtěte si další související články věda.
Také čtení:
- Jak najít kinetickou energii bez rychlosti
- Jak najít čas, když je rychlost nula 2
- Jak měřit rychlost ve smyčkové kvantové kosmologii
- Graf konstantní rychlosti vs
- Jak najít zrychlení pouze s rychlostí
- Jak zjistit hybnost z rychlosti
- Jak zjistit tečnou rychlost
- Rychlost
- Jak zjistit úhlovou rychlost v rotační dynamice
- Jak zjistit rychlost seismických vln
Jsem Alpa Rajai, dokončil jsem magisterské studium ve vědě se specializací na fyziku. Jsem velmi nadšený z psaní o svém porozumění pokročilé vědě. Ujišťuji, že moje slova a metody pomohou čtenářům porozumět jejich pochybnostem a ujasnit si, co hledají. Kromě fyziky jsem vyučený kathakský tanečník a také někdy píšu své pocity formou poezie. Neustále se aktualizuji ve fyzice a čemukoli rozumím, zjednodušuji to a udržuji to rovnou k věci, aby to bylo čtenářům jasné.
