Aká je rýchlosť tela. Veľká encyklopédia ropy a zemného plynu

V matematike rýchlosť zmeny ktorejkoľvek funkcie f prvá derivácia tejto funkcie vzhľadom na čas sa nazýva:

Ďalším zápisom časovej derivácie, používaným od Newtonových čias, je bodka nad funkčným symbolom. Derivácia vzhľadom na súradnicu sa zvyčajne označuje prvočíslom ako horný index: . Ak potrebujete určiť, z ktorej súradnice sa odvodzuje, zodpovedajúca súradnica sa zapíše ako dolný index: .

V mechanike sa rýchlosť nazýva derivácia vektora polomeru (2) vzhľadom na čas. Rýchlosť je zvyčajne latinské písmeno(z latinského slova pre rýchlosť):

. (3)

Táto rýchlosť sa nazýva okamžitá rýchlosť. Okamžitá rýchlosť - vektorové množstvo. Vektor rýchlosti je nasmerovaný rovnakým smerom ako vektor posunutia. Jednotkou rýchlosti je meter za sekundu (m/s).

Vektorové komponenty

priemerná rýchlosť je pomer dĺžky dráhy, ktorú telo prešlo, k času, za ktorý túto dráhu prešlo:

(4)

Priemerná rýchlosť vs. okamžitá rýchlosť, hodnota je skalárna. Ak chcete vypočítať priemernú rýchlosť, musíte spočítať všetky čiary trajektórie, ktorou telo prešlo, a vydeliť ich uplynutým časom. Napríklad na obrázku 4 Δs = s 13 + s 23 + s 32. Priemernú rýchlosť nemožno vypočítať ako aritmetický priemer rýchlostí pohybujúceho sa telesa oddelené sekcie spôsobom. Priemerná rýchlosť sa rovná aritmetickému priemeru všetkých rýchlostí tela iba vtedy, ak sa teleso pohybuje týmito rýchlosťami rovnakých intervalochčas.

Niekedy sa berie do úvahy priemer. rýchlosť pohybu, čo bude vektor, rovný pomeru pohyb na čas, na ktorý sa vyrába:

(5)

V tomto prípade sa rýchlosť (4) nazýva priemerná pozemná rýchlosť alebo priemerná rýchlosť pozdĺž prejdenej vzdialenosti. Na obr. 4, vektor posunutia bude vektor spájajúci body 1 a 3 (pozri tiež obr. 5). Ak sa v dôsledku pohybu telo vrátilo do štartovací bod, potom priemerná rýchlosť posun sa bude rovnať nule a priemeru pozemná rýchlosť sa bude líšiť od nuly. Priemerná pozemná rýchlosť sa bude rovnať nule iba vtedy, ak sa teleso vôbec nepohybovalo.

Modul vektora rýchlosti sa vypočíta ako derivácia prejdenej vzdialenosti v závislosti od času:

. (6)

Prejdená vzdialenosť ako integrál rýchlosti

Podľa (6) cesta ds, prešiel na základné obdobie dt, rovná sa ds = v(t)dt. Dráha, ktorú telo prešlo v konečnom časovom úseku od t1 predtým t2, nájde sa integráciou:

Prejdená vzdialenosť numericky rovná ploche krivočiary lichobežník na grafe závislosti rýchlosti od času (obr. 6).

Ak sa modul rýchlosti v priebehu času nemení, pohyb sa nazýva rovnomerný. o rovnomerný pohyb rýchlosť tela je konštantná:

to znamená fyzický význam rýchlosť: rýchlosť sa číselne rovná vzdialenosti prejdenej za jednotku času.

Mechanici ako fyzikálna teória. Modelky. Základné pojmy.

Fyzika je veda najviac jednoduché vlastnosti záležitosť.

Hmota nie je len hmota, ale všetko, čo je mimo nášho vedomia (pola). Fyzikálne množstvo- hodnota, pre ktorú je spôsob jej merania alebo výpočtu prostredníctvom iného fyzik. hodnoty určené skôr.

Phys. zákon – podstatné opakujúce sa stabilné spojenie medzi javmi. Zákony môžu byť stanovené zovšeobecnením experimentálnych údajov alebo získané teoreticky na základe už známe zákony. Zákon má 2 funkcie - vysvetlenie niektorých javov, predpoveď.

Mechanika je časť fyziky, ktorá študuje vzorce mechanický pohyb a príčiny týchto pohybov. 1) Galileo-Newtonova mechanika (klasická) - veľká hmota a nízke rýchlosti. 2) Mechanika na základe špec. teória relativity (STR) - veľká hmotnosť a vysoké rýchlosti. 3) Kvantová mechanika- nízka rýchlosť a nízka hmotnosť. 4) Relativistické - malá hmotnosť a vysoké rýchlosti.

Teória je systém vedomostí o určitej tematickej oblasti, ktorý umožňuje vysvetliť všetky javy známe v tejto oblasti a predpovedať všetko neznáme.

Mechanika ako fyzikálna teória - sústava poznatkov o pohybe makroskopických telies s rýchlosťami<< скорости света с учетом или без учета электромагнитных и гравитационных взаимодействий.

V mechanike sú 3 hlavné. konštrukčné prvky - základ, jadro, dôsledky.

1) Základ - tematická oblasť, experimentálne vedecké fakty, základné pojmy, modely, jazyk.

Predmet je oblasť, v rámci ktorej platí daná teória. Ex.-scient. fakty – menia sa v čase. vzájomné umiestnenie. telá; zmeniť rýchlosti telies počas ich interakcie. Jazyk je matematický a prirodzený.

Základné pojmy: Priestor v newtonovskej mechanike sa považuje za stvorenia. a charakterizuje relatívnu polohu mater. predmety, výraz ich príťažlivosť a poriadok. Je spojitý, homogénny, izotropný, jednotlivo spojený, má 3 rozmery, platí v ňom geometer. Euklides.

Mechanický pohyb je proces zmeny vzájomnej polohy telies a ich veľkosti a tvaru v priebehu času.

Modely: Mater. bod - model skutočného tela, vlastniť. 3 vlastnosti (hmotnostné, bezrozmerné, vzájomne nepreniknuteľné) - každé teleso, ktorého rozmery možno v podmienkach tohto problému zanedbať. Absolútne tuhé telo - model skutočného tela, ktorého vzdialenosť medzi ľubovoľnými 2 bodmi je v procese pohybu. uložiť nezmenené. Kontinuálne médium je médium, ktoré je nepretržite distribuované v priestore a vlastnené. elastické vlastnosti.

Jadro zahŕňa axiómy, princípy, zákony, postuláty, t.j. zásadný myšlienky, na ktorých je založená táto teória: 1) Čas je homogénny. 2) Priestor je homogénny, izotropný. 3) Akékoľvek fyzické. veľkosť možno merať s akoukoľvek presnosťou. Newtonove zákony, princíp kauzality (účinok nie je skôr ako príčina), princíp pôsobenia na veľké vzdialenosti (akcie sú okamžité).

Dôsledky zahŕňajú všetky vyvodené závery. z tejto teórie. Dôsledky mechaniky možno rozdeliť do 3 sekcií: kinematika, dynamika, statika. Uvažuje sa o kinematike. pohyb telies bez zohľadnenia ich vzájomného pôsobenia. Hlavné úlohy - opis a štúdium pohybu bez skúmania. dôvody, ktoré ich spôsobili. Dynamika ohľaduplnosti pohyb telá pod vplyvom app. silu k nim. Statika - študuje stav rovnováhy mechanického. syst. tel a mat. bodov.

Kinematika. Priemerná rýchlosť. Okamžitá rýchlosť. Priemerné zrýchlenie. Okamžité zrýchlenie.

Uvažuje sa o kinematike. pohyb telies bez zohľadnenia ich vzájomného pôsobenia. Hlavné úlohy - opis a štúdium pohybu bez skúmania. dôvody, ktoré ich spôsobili.

Referenčné teleso - teleso, vzťah. ktorý sa zvažuje zmeniť polohu iných telefónov.

Referenčný systém - referenčné teleso, súradnicový systém, syst. časový údaj (hodiny). Existujú 2 typy CO – inerciálny a neinerciálny.

Progresívny pohyb – pohyb. v ktorej je akákoľvek priamka, pevne spojená s jazdou. telo zostáva paralelné so svojím pôvodom. poz.

Rotačný pohyb - pohyb. v ktorom sa všetky body pohybujú po kružnici, ktorej stredy ležia na jednej priamke – osi rotácie.

Trajektória je priamka, ktorej body v nasledujúcich časových okamihoch spadajú do hmotných bodov alebo pozdĺž ktorej sa pohybuje ťažisko telesa.

Dráha je súčtom modulov elementárnych posunov hmotného bodu

Vektor polomeru je vektor nakreslený od začiatku k príslušnému bodu

Zmena vektora polomeru spojená s jeho pohybom sa nazýva vektor posunutia, t.j. vektor posunutia je vektor nakreslený od počiatočného bodu uvažovaného úseku po koncový bod.

Pomer k časovému intervalu sa nazýva priemerná rýchlosť.

Rýchlostná podložka. bod v danom časovom bode daného bodu trajektórie sa nazýva okamžitá rýchlosť.

Limit vektora priemernej rýchlosti pri , naz. okamžitá rýchlosť častice, teda vektor rýchlosti je prvou deriváciou polomeru vektora vzhľadom na čas

Fyzikálny význam rýchlosti je hodnota rovnajúca sa vektoru posunu za jednotku času, t.j. Rýchlosť udáva, koľko pohybu sa vykoná za 1 sekundu.

Pohyb s konštantným zrýchlením (a=konšt.) tzv. rovnomerne premenlivý, pri - rovnomerne zrýchlený alebo rovnomerne spomalený.

Rýchlosť - rýchlosť pohybu rohože. body v definícii smer v definícii moment času.

Zrýchlenie – fyzické. veľkosť, charakter. rýchlosť zmeny rýchlosti v module a smere.

Merania priemernej rýchlosti U sa uskutočňovali pre vodu pomocou hydrodynamického mikroskopu a pre prúdenie vzduchu pomocou malej pohyblivej Pitotovej trubice.

Na meranie priemernej rýchlosti sa používajú optické metódy založené na stroboskopickom efekte alebo hodinovom strojčeku, ktorý umožňuje merať pohyb spoja v určitom časovom úseku.

Na meranie priemernej rýchlosti sa používajú optické prístroje založené na stroboskopickom efekte a hodinové mechanizmy na meranie pohybu spoja v určitom časovom úseku.

Na meranie priemernej rýchlosti v potrubí je potrebné poznať vzdialenosť / / Ср od bodu, v ktorom sa táto rýchlosť meria, k stene.

Na meranie priemernej rýchlosti je potrebné zobrať plnú cievku odmagnetizovanej pásky a namontovať do nej dva kusy pásky (1-2 cm dlhé) s nejakým druhom záznamu. Prvý segment je prilepený vo vzdialenosti 3-4 m od začiatku pásky a druhý vo vzdialenosti 22-86 m od prvého. Vzdialenosť medzi stredmi segmentov sa musí merať pravítkom čo najpresnejšie, bez napínania pásky. Po vložení takto vyrobenej kontrolnej pásky do magnetofónu ho zapnite na prehrávanie a pomocou stopiek určte časový interval medzi zvukovými impulzmi v momentoch prilepovania. Odchýlka od zadaných hodnôt vám umožňuje určiť odchýlku rýchlosti od menovitej hodnoty.

Teplotné anemometre možno použiť na meranie priemerných rýchlostí sušiaceho prostriedku v sušiarni na miestach neprístupných pre meranie s pneumometrickou trubicou (v malých štrbinách, vnútri stohu). Na obr. 12 - 20 je znázornený diagram anemometra s horúcim drôtom s konštantným odporom vlákna. Hlavnou časťou obvodu je rovnovážny mostík, ktorého jedno z ramien obsahuje trysku 1 s platinovým alebo nichrómovým závitom vyhrievaným elektrickým prúdom.

Metóda merania priemernej rýchlosti pomocou tlakových trubíc má spolu s mnohými pozitívnymi vlastnosťami aj množstvo nevýhod: vyžaduje si veľa času a veľa počítacej práce, ako aj použitie veľmi presných prístrojov na meranie dynamického tlaku. .

Výsledky meraní priemernej rýchlosti za kruhovým valcom v samošetrujúcom prúdení, ktoré vykonali Schlichting Feige a Faulkner, ako aj Townsend, súhlasia navzájom aj s vypočítanými údajmi (obr.

Výsledky meraní priemerných rýchlostí konvekcie v závislosti od hĺbky vodnej vrstvy sú uvedené v hornej časti obr. 5.2.2. Pre každú úroveň bolo 25 - 35 jednotlivých meraní rýchlosti a zvislé stĺpce zobrazujú ich rozptyl.

Presnosť merania priemernej frekvencie impulzov sa zvyšuje so zvyšujúcim sa celkovým počtom meraní zahrnutých vo výpočtoch. Z malých a takmer konštantných výkyvov za posledných pár minút môže študent usúdiť, že ďalšie počítanie ďalších dvoch a viac hodín nebude mať za následok výrazné zvýšenie presnosti meraní.

Metóda merania priemernej rýchlosti U a maximálnej rýchlosti fluktuácie je založená na skutočnosti, že časticu pozorujeme v zornom poli buď ako konštantný jasný bod pri pohľade cez prístroj pohybujúci sa rovnakou rýchlosťou ako častice, alebo ako pás, ak relatívna rýchlosť nie je nulová. Na vytvorenie relatívneho pohybu nie je potrebné otáčať celým mikroskopom, stačí uviesť objektív do pohybu pri nehybnom tubuse okuláru. Šošovka bola namontovaná na vodorovnom kotúči, ktorého os otáčania bola rovnobežná s osou tubusu a mierne posunutá.

Ak je potrebné merať priemernú rýchlosť otáčania, používajú sa hodinové tachometre, nazývané tachoskopy. Tachoskopy pozostávajú z mechanického otáčkomera, stopiek a zariadenia na ich nastavenie na nulu. Prijímací valček tachoskopu je ručne pripojený k testovanému hriadeľu, potom operátor pomocou tlačidla súčasne zapne stopky a počítadlo. Po 60 sekundách sa zastavia; počítadlo ukazuje priemernú rýchlosť v otáčkach za minútu.