V tomto článku probereme různé příklady konstantní rychlosti s podrobným vysvětlením a fakty.

Následuje seznam příkladů konstantní rychlosti:-

Objekt v kruhovém pohybu

Objekt pohybující se po kruhové dráze o poloměru 'r' uběhne vzdálenost 2πr v každém kole s úhlová rychlost ω.

Uvažujme objekt v kruhovém pohybu, který pokryje vzdálenost 's' v určitém časovém intervalu 't'. Nechť 'θ' je úhel, který svírá částice posunutá ze své výchozí polohy.

Lineární rychlost částice je změna polohy předmětu v čase t.

v=s/t

„s“ je posunutí částice o délce oblouku a lze jej vypočítat jako součin úhlu vytvořeného částicí při posunutí a poloměru kružnice.

s = θr

Když to dosadíme do výše uvedené rovnice, máme

v=rXNUMX/t

Protože úhlová rychlost je rovna změně úhlu s ohledem na čas; rovnici můžeme přepsat jako

v = rω

Kde ω je úhlová rychlost

Úhlová rychlost objektu je konstantní, pokud lineární rychlost objektu zůstává konstantní.

Pohyb objektu v důsledku dostředivé síly

Objekt v dostředivém pohybu působí dostředivou silou, která působí směrem ke středu kruhové dráhy a lineární rychlost objektu zůstává kolmá na dostředivou sílu.

Dostředivý síla působící na předmět kruhovým pohybem je dáno rovnicí

F=mv²/r

Pokud na předmět působí vnější síla, která udržuje předmět v kruhovém pohybu

ma=mv²/r

a=v²/r

v²=ar

Tedy rychlost objektu je konstantní, pokud úhlové zrychlení objektu je konstantní.

Revoluce měsíce kolem Země

Rychlost Měsíce obíhajícího kolem Země je téměř konstantní. Měsíc dokončí jednu oběhu kolem Země za 27.3 dne, což se rovná T = 27.3 x 24 x 60 x 60 = 23,58,720 XNUMX XNUMX sekund

Vzdálenost Měsíce od středu Země je 3,84,000 XNUMX XNUMX km

Vzdálenost, kterou Měsíc urazí za jednu otáčku, se rovná obvodu kruhové dráhy. Rychlost pohybu je tedy V= 2π r/T

V= 2π x 384000 x 1000/2358720=1022 m/s

Rychlost Měsíce obíhajícího kolem Země je 1022 m/s a je konstantní.

Osoba jdoucí po ulici konstantní rychlostí

Muž jdoucí po ulici svou konstantní rychlostí urazí stejnou vzdálenost ve stejném časovém intervalu. To může být příklad konstantní rychlosti.

Čerpání vody ze studny pomocí kladky

Při čerpání vody ze studny pomocí kladky je síla aplikována směrem dolů, ale reakční síla je ve směru nahoru. Rychlost zvedání lopaty závisí na délce lana nataženého při každém zatažení.

Délka napnutého lana závisí na pohybu paže a délce ruky. Proto rychlost lopaty a úhlové zrychlení řemenice bude konstantní.

Paprsek světla

Světlo se pohybuje přímočaře konstantní rychlostí 3 x 10⁸ slečna. Světlo ukazuje různé další jevy v přírodě, jako je rozptyl, disperze, odraz, lom, celkový vnitřní lom, interference, difrakce atd.

Rychlost světla je rovna součinu vlnové délky světla a frekvence světla elektromagnetická vlna jako c=fλ.

Rychlost objektu ve vakuu

Pokud předmět spadne do vakua, zrychlí se konstantní rychlostí a zažije volný pád. Všechny předměty ve vakuu se budou pohybovat stejnou rychlostí bez ohledu na jejich tvar, velikost, hustotu nebo hmotnost. Rychlost pohybu předmětu ve vakuu je konstantní.

Zvuková vlna

Zvuková vlna se za normálních teplotních a tlakových podmínek šíří rychlostí 332 m/s. Rychlost zvuku je určena vzdáleností, kterou urazí zvukové vlny za určitou dobu.

Rychlost zvukové vlny se mění v závislosti na hustotě různých médií a zvukové vlny se šíří konstantní rychlostí.

Hodiny

Minutová ručička, hodinová ručička a vteřinová ručka na hodinách se pohybují konstantní rychlostí. Bod ve středu, kde jsou připojeny všechny ruce, připomíná okamžitý centrální bod.

Hodiny měří úhel 360 stupňů a každá minuta na hodinách se rovná 1 stupni. Vteřinová ručička se otočí o 360 stupňů za minutu, proto je rychlost vteřinové ručičky

Minutová ručička pokryje 360 ​​stupňů za 1 hodinu, proto je rychlost minutové ručičky

Hodinová ručička se posune o 30 stupňů za 1 hodinu, proto je rychlost hodinové ručičky

Auto jedoucí po silnici konstantní rychlostí

Automobil pohybující se konstantní rychlostí uběhne stejnou vzdálenost za stejnou dobu proto je příkladem konstantní rychlosti. Rychlost automobilu je měřena jako poměr vzdálenosti, kterou auto urazí od své výchozí polohy k dosažení určité vzdálenosti v čase 't'.

Míč pohybující se na rovném povrchu

Míč se může pohybovat stejnou rychlostí, pokud nevyvíjí vnější sílu což zvyšuje nebo snižuje rychlost míče, aby posunul svou polohu.

Fanoušek

Ventilátor rotující v a konstantní rychlost dává konstantní úhlovou rychlost dokud se nezmění rychlost ventilátoru.

Přesýpací hodiny

Přesýpací hodiny naplněné pískem padají z otvoru konstantní rychlostí.

Přesýpací hodiny jsou navrženy tak, aby třecí síly kvůli písku a sklu jsou zrušeny a na otvor je vyvíjen konstantní tlak, díky kterému písek padá z otvoru dolů. Písek naplněný sklem klesá konstantní rychlostí, a proto se používá jako časovač.

vlak

Vlak je příkladem konstantní rychlosti, která uběhne stejnou vzdálenost v určitém časovém intervalu.

Elektromobily bez převodovky

Elektromobily fungují na elektrickou energii. Vozidlo bez rychlostního stupně se bude pohybovat stejnou rychlostí a pouze ve směru dopředu.

Foton

Foton, který je světelnou částicí, je snadno unášen a pohybuje se rychlostí světla. Rychlost fotonu je konstantní.

Ptáci létající

Rychlost ptáků je během letu většinou konstantní. Většina ptáků se kývá konstantní rychlostí. Proto můžeme odhadnout očekávané datum a čas ptáků, kteří se odvážili ze vzdálených míst.

Co je konstantní rychlost?

Rychlost objektu je definována jako rychlost změny polohy objektu v pevném časovém intervalu.

Pokud bude vzdálenost, kterou objekt uběhne v daném časovém intervalu, konstantní pro každý časový interval, pak bude konstantní i rychlost objektu.

Proto,

x₂-x₁= Konstantní

Aby byla rychlost konstantní, změna polohy objektu musí být konstantní spolu s časem.

Přečtěte si více o Konstantní rychlost.

Graf pozice-čas pro konstantní rychlost

Posun objektu v čase je znázorněn v následujícím grafu pozice-čas.

Sklon grafu pozice-čas udává rychlost objektu mezi dvěma časovými intervaly při přemisťování z jedné polohy do druhé. Sklon grafu je lineární a je konstantní v celém sklonu.

Přečtěte si více o Jak vypočítat zápornou rychlost: příklad a problémy.

Často kladené otázky

Q1. Pokud se objekt pohybuje konstantní rychlostí 12 m/s, vypočítejte vzdálenost, kterou objekt urazí po 1 minutě.

Řešení: 1 minuta = 60 sekund

Vzdálenost, kterou objekt urazí za 60 sekund při rychlosti 12 m/s, bude

= 12m/s\krát 60s=720m

Vzdálenost, kterou objekt urazí za 1 minutu, je tedy 720 m.

Jak vypadá graf rychlosti v/s čas pro konstantní rychlost?

Objekt s konstantní rychlostí se bude pohybovat po přímce a pokryje stejnou vzdálenost v daném časovém intervalu.

Protože rychlost objektu bude po celou dobu konstantní, zrychlení objektu, které je sklonem grafu, bude nulové. To znamená, že sklon grafu bude přímka.