7 Negativní rychlost Příklad: Příklady a problémy

V tomto článku probereme některé příklady negativní rychlosti a vyřešíme související problémy.

Některé příklady záporné rychlosti jsou následující: -

Objekt padající dolů

Předmět zrychlující se z větší výšky dolů po povrchu snižuje svou polohu při zrychlování. Vzhledem k tomu, že se poloha s časem snižuje, rychlost objektu je záporná.

Energie objektu je vždy zachována; pouze se mění z jedné formy energie na druhou. Zatímco objekt zrychluje směrem nahoru, jeho kinetická energie využitá pro svůj drift se přemění na potenciální energii a jakmile se všechna kinetická energie přemění na potenciální energii, objekt začne zrychlovat až k nulovým potenciálním povrchům.

Vzhledem k tomu, že energie je zachována ve formě potenciální a kinetické energie objektu padajícího z výšek, bude jeho počáteční energie rovna konečné energii.

KE₁+ PE₁= KE₂+ PE₂

1/2 mu₁²+mgh₁= 1/2 mv₂²+mgh₂

1/2 u₁²+gh₁= 1/2 v₂²+gh₂

u₁²+2 gh₁=v₂²+2 gh₂

u₁²-v₂²= 2 g (h₂-h₁)

v₂²=u₁²-2g (h₂-h₁)

v₂=√u₁²-2g (h₂-h₁)

Stručně řečeno, kinetická energie se rovná potenciální energii objektu

1/2 mv²= mgh

v²= 2 gh

v = √2gh

To znamená, že rychlost objektu během jeho letu vzduchem závisí na výšce, ve které se nachází nad povrchem země.

S klesající výškou padajícího předmětu se rychlost předmětu snižuje o druhou odmocninu jeho výšky. Rychlost objektu je tedy v tomto případě záporná.

Uklouznutí nohou při pokusu vyšplhat po jezdci

Určitě jste si všimli, že kvůli nedostatku třecí síla na posuvníku opakovaně kloužeme dozadu a přitom šplháme po posuvníku ze skluzavky nahoru. Tento snižuje rychlost člověka při lezení a často sklouznutí zpět na zem. Toto je tedy také příklad záporné rychlosti.

Objekt se zpomaluje

Rychle zrychlující objekt náhle sníží svou rychlost, pak dojde k exponenciálnímu poklesu rychlosti objektu.

U takových objektů je zrychlení bude také záporné.

Předmět pohybující se v opačném směru vysokou rychlostí

Při pohybu v opačném směru od původního bodu se bude poloha objektu vzhledem k počátku snižovat, takže rychlost objektu, která je změnou polohy s časem, bude záporná.

Když objekt nabere ostré zpětné zrychlení, pak je zrychlení kladné, ale rychlost objektu záporná.

Ledňáček říční potápění v řece pro ryby

Pták, ledňáček, který se potápí do říční vody, aby ulovil rybu pro její potravu, se pohybuje zápornou rychlostí, když se přibližuje k hladině vody z výšky, ve které letěl.

Světlo procházející médiem

Jak světlo cestuje z jednoho média do druhého, rychlost světla se mění. Při vstupu do hustšího prostředí rychlost světelných paprsků klesá, proto je také příkladem záporné rychlosti, protože vzdálenost, kterou světlo ve vzduchu uběhne za jednu sekundu, je větší ve srovnání s jeho rychlostí v hustším prostředí, protože se srovnatelně pohybuje pomaleji.

Přečtěte si více o rychlost světla.

Jaro

Pružina se vždy po natažení snaží získat zpět svou původní velikost. Pokud je k jednomu konci pružiny připevněna těžká hmota srovnatelná s její konstantní pružinou a druhý konec zůstává pevný, po natažení pružiny tažením hmoty na vodorovném skluzu vytvoří potenciální energii, která se jednou přemění na kinetickou energii. je propuštěn.

Hmota se bude pohybovat v opačném směru v důsledku stejných a opačných reakcí a posune se v poloze směrem k pevnému bodu a zůstane stabilní. Jedná se o okamžitý proces. Protože poloha s časem klesá, je rychlost záporná.

Tok proudu

Směr toku proudu je ve směru opačném k pohybu elektronových nábojů; to může být také způsobeno zápornou rychlostí elektronů ve srovnání se směrem proudu.

Vyřešené problémy

1 problém: Automobil ujede vzdálenost 7 km za 7 minut a poté při dosažení okresní silnice zpomalí a ujede 3 km za 9 minut. Vypočítejte změnu rychlosti.

Řešení: Automobil se posune o 7 km od původního bodu, x₁=7km, čas t₁= 7 min;

Proto je rychlost auta

v₁=x₁/t₁=7* 60/7=60km/h

Auto ujede 3 km za 9 minut, tedy rychlost auta je

v₂=x₂/t₂= 3*60/9=20 km/h

Proto je změna rychlosti

V=V₂-V₁= 20-60 = -40 km/h

Změna rychlosti vozu se stává negativní, jakmile zpomalí.

2 problém: Závaží o hmotnosti 1 kg se udržuje na vodorovném sklíčku ze skla. Závaží je připevněno k pružině o délce 1 metr, jejíž druhý konec je utěsněn ve zdi. Hmota je při použití síly vytažena do vzdálenosti 50 cm od své polohy a odlehčena. Poté se závaží posune o 80 cm za sekundu a zůstane ve vzdálenosti 80 cm od stěny.

Najít okamžitá rychlost hmoty a potenciální energie pružiny při tažení hmoty. Také vypočítejte potenciální akumulovaná energie na jaře, když byl přemístěn ve vzdálenosti 50 cm od své klidové polohy. Je dána konstanta pružiny k=1.5.

Řešení:

Dáno: x₁= 50 cm, x₂= 80 cm, t₁= 0, t₂=1 s;

Okamžitá\ Rychlost=x₂-x₁/t₂-t₁=50-80/1-0=-30cm/s=-0.3m/s

Rychlost závaží je -0.3 m/s, což je záporné číslo, protože závaží se posouvá v opačném směru.

Úloha 3: Najděte průměrnou rychlost předmětu cestování s časem. Byla zaznamenána vzdálenost, kterou objekt uběhl v různých časech, totéž je uvedeno v následující tabulce. Nakreslete graf pro totéž.

Řešení: Graf pozice-čas pro výše uvedená data je uveden níže

Změna rychlosti v závislosti na čase se rovná sklonu grafu.

v₁=x₂-x₁/t₂-t₁=8-10/20-10=-2/10=-2*1000/10*60m/s=-3.3m/s

v₂=x₂-x₁/t₂-t₁=6-8/30-20=-2/10=-2*1000/10* 60m/s=-3.3m/s

v₃=x₂-x₁/t₂-t₁=4-6/40-30=-2/10=-2*1000/10*60m/s=-3.3m/s

v₄=x₂-x₁/t₂-t₁=4-8/40-20=-4/20=-4*1000/20*60m/s=-3.3m/s

Je vidět, že rychlost objektu zůstává konstantní, ale poloha objektu se s rostoucím časem snižuje, a proto je rychlost objektu záporná.

Potenciální energie pružiny je poloviční čas pružinové konstanty a čtverec posuvu.

U=1/2kx²

= 1/2 x 1.5 x 0.5²

= 1/2 x 1.5 x 0.25

= 0.19 joulů

Proto, uložená energie v řetězci bylo 0.19 joulů.

4 problém: Dívka ujde 100 metrů směrem k severu za 1 minutu a vrátí se zpět do bodu, odkud začala, a odtud za 200 minuty půjde 4 metrů směrem na jih. Vypočítejte její skutečnou rychlost a posunutí, abyste dosáhli bodu, kde se nyní nachází.

Řešení: Dívka ujde 100 metrů zpočátku směrem k severu za 1 minutu, takže její rychlost chůze byla

Rychlost=vzdálenost/čas

v₁= 100/60 = 1.67 m/s

Poté dívka urazí 200 metrů za 4 minuty, tedy rychlost dívky je

v₂= 200/4 x 60 = 0.83 m/s

Proto je rychlost dívky za 5 minut

V=V₂-V₁=0.83-1.67=-0.84 m/s

A skutečné vytěsnění dívky z původní pozice je

x=x₂-x₁= 200-100 = 100 metrů

To je 100 metrů směrem na jih od původní polohy.

5 problém: Jaká je rychlost předmětu, když je ve výšce 10 metrů nad zemí a jak se rychlost předmětu mění?

Řešení: Rychlost tělesa při jeho letu vzduchem je úměrná druhé odmocnině jeho výšky od země a gravitačnímu zrychlení Země danému vztahem

v = √2gh

Když je objekt ve výšce 10 metrů, bude jeho rychlost rovna

v=√2*9.8*10=√196=14 m/s

Když h=9m

v=√2*9.8*9=√176.4=13.28 m/s

Když h=8m

v=√2*9.8*8=√156.8=12.52 m/s

Když h=7m

v=√2*9.8*7=√137.2=11.71 m/s

Když h=6m

v=√2*9.8*6=√117.6=10.84 m/s

Když h=5m

v=√2*9.8*5=√98=9.8 m/s

Když h=4m

v=√2*9.8*4=√76=8.7 m/s

Když h=3m

v=√2*9.8*3=√58.8=7.67 m/s

Když h=2m

v=√2*9.8*2=√39.2=6.26 m/s

Když h=1m

v=√2*9.8*1=√19.6=4.43 m/s

To znamená, že s klesající výškou klesá rychlost objektu, a tudíž klesá i zrychlení. Zrychlení objektu prudce klesá, když je blízko povrchu země.

6 problém: Paprsek světla vstupuje do kbelíku s vodou a prochází skleněnou deskou v něm umístěnou. Najděte rychlost světelných paprsků v každém médiu. Index lomu vody je 1.3 a skla 1.5.

Řešení: RI vody je n=1.3,

n=c/v

v=c/n=3⊓*10⁸* 1.3

v = 2.3 x 10⁸m / s

Nyní je rychlost světla 2.3*10⁸slečna. Rychlost světla ve skle tedy je

n=v₁/v₂

v₂=v₁/n = 2.3 x 10⁸/ 1.5

v = 1.5 x 10⁸m / s

Rychlost světla ve skle je tedy *10⁸slečna.

Přečtěte si více o Negativní graf rychlosti: různé grafy a jejich vysvětlení.

Často kladené otázky

Proč je rychlost záporná?

Rychlost je definována jako změna polohy objektu s různými časovými intervaly.

Pokud se poloha objektu posouvá s časem, rozdíl v poloze vzhledem k jeho předchozí poloze bude záporný, a tedy i rychlost bude záporná ve srovnání s předchozím intervalem.

Jak může být fázová rychlost světla záporná?

Vzdálenost, kterou urazí jediný paprsek světla nebo jedna vlna za jednu sekundu času, se nazývá fázová rychlost.

Záporná rychlost přichází do scény, zatímco světlo cestuje z jednoho média do druhého, protože rychlost světla klesá při vstupu do hustšího média.

Také čtení:

• Jak zjistit zrychlení s rychlostí
• Jak zjistit rychlost s x a y složkami
• Relativní rychlost a rychlost světla
• Jak měřit rychlost v kvantovém provázání
• Jak měřit rychlost tekutiny v porézním prostředí
• Jak určit rychlost při atomových srážkách
• Jak měřit rychlost ve spektrometrii
• Jak měřit rychlost v zákonech o plynu
• Jak najít radiální zrychlení bez rychlosti
• Jak zjistit konečnou rychlost se zrychlením a vzdáleností