Kan snelheid negatief wees: hoekom, wanneer, hoe, verskillende scenario's en probleme

As jy reeds 'n antwoord op die navraag soek, kan snelheid negatief wees of nie, het jy op die regte plek gekom. Hierdie pos sal ook antwoord hoe en wanneer dit negatief kan wees.

Aangesien snelheid as 'n vektorhoeveelheid geklassifiseer word, het dit beide 'n grootte (waarde) en 'n rigting. Wanneer 'n voorwerp of liggaam in 'n positiewe rigting beweeg wat deur die koördinaatstelsel beskryf word, word die snelheid daarvan as positief beskou. Sy snelheid word negatief genoem as dit in die teenoorgestelde rigting gaan.

Hoe kan snelheid negatief wees?

Snelheid, as 'n vektorhoeveelheid, het nie net 'n grootte (vektorlengte) nie, maar het ook 'n rigting.

Enige vektor se grootte of vektorlengte, insluitend snelheid, is altyd positief omdat dit net 'n waarde is. Die rigting van enige vektor word egter deur die verwysingsraamwerk bepaal. Gevolglik dui die negatiewe teken vir enige vektor slegs die vektor se rigting aan. Gevolglik kan snelheid negatief wees.

kan snelheid negatief wees

Wanneer kan snelheid negatief wees?

Die grootte van snelheid kan nie negatief wees nie; slegs die rigting lei tot 'n negatiewe of positiewe teken. Die koördinaatstelsel bepaal die vektor se positiewe en negatiewe tekens.

Oorweeg 'n voorwerp of liggaam wat in een dimensie beweeg, of ons kan dit langs 'n reguit lyn sê. Die positiewe rigting dui beweging in 'n positiewe rigting aan wat deur die koördinaatstelsel gespesifiseer word, terwyl die negatiewe rigting beweging teenoorgesteld aandui.

Kan snelheid negatief wees in grafiek?

Snelheid kan ook positief, negatief en nul in die grafiek wees.

In die snelheid vs. tyd grafiek, as die grafiek se lyn onder die grafiek se negatiewe gebied lê, maw onder die X-as soos in die onderstaande grafiek getoon, kan ons sê dat die voorwerp of liggaam met negatiewe snelheid beweeg. Die grafiek toon dat die voorwerp of liggaam in 'n negatiewe rigting beweeg.

Dus, gebaseer op die grafieke hierbo, kan ons dit aflei of die helling van die lyn toeneem of afneem, as dit in die negatiewe gebied is, is die snelheid van die voorwerp negatief. Net so, as die lyn van die grafiek in die positiewe gebied is, word gesê dat die voorwerp 'n positiewe snelheid het. Laastens, veronderstel die grafieklyn gaan oor die X-as van positiewe na negatiewe gebied of van negatiewe na positiewe gebied. Ons kan sê dat die voorwerp of liggaam sy rigting in daardie geval verander het.

Nou wonder jy dalk wanneer versnelling positief is of of die situasie soortgelyk is aan vryval. Is dit moontlik dat snelheid op daardie oomblik ook negatief is? Kom ons kyk hoe dit gaan.

Kan snelheid negatief wees wanneer versnelling positief is?

Ja, dit is moontlik om te hê negatiewe snelheid wanneer versnelling positief is.

Beskou 'n liggaam of 'n voorwerp wat in 'n negatiewe rigting beweeg, met 'n negatiewe snelheid en versnelling. As die voorwerp stadiger word, sal sy versnellingsvektor in die teenoorgestelde rigting van sy beweging wees, dws positief. Dit beteken dat terwyl snelheid negatief is, versnelling positief is.

Gaan deur hierdie artikel om meer te leer oor beweging met negatiewe snelheid en positiewe versnelling.

Probleem: Gestel 'n motor ry met 'n spoed van 15 m/s van oos na wes (wat ons as negatiewe rigting beskou. Die bestuurder pas die pouses na 4 sekondes toe op 'n afstand van 30 m. Wat sou die versnelling van die motor wees? Is die versnelling in hierdie scenario positief of negatief?

Gegee: 

Aanvanklike snelheid van motor v1 = -15m/s

Finale snelheid van motor v2 = 0 m/s (Soos onderbreking van toepassing is)

Tyd geneem per motor na t = 4 s

Afstand afgelê deur die motor d = 30 m

Om te vind:

Versnelling van die motor a = ?

Oplossing:

Soos ons weet word versnelling gegee deur:

∴ a = 3.8 m/s2

As gevolg hiervan, al is die aanvanklike snelheid negatief wanneer die bestuurder na 4 sekondes remme aansit, is die versnelling positief aangesien dit in die teenoorgestelde bewegingsrigting is.

Kan snelheid negatief wees in vrye val?

Vrye val is net 'n negatiewe versnelling. Meer spesifiek dui dit aan dat iets vinniger in die afwaartse rigting beweeg.

In die Cartesiese koördinaatstelsel beskou ons gewoonlik die afwaartse rigting as die negatiewe en die opwaartse rigting as positief. As gevolg hiervan, wanneer 'n voorwerp in vrye val is, skat ons sy snelheid as negatief as gevolg van die afwaartse rigting.

Probleem: Oorweeg 'n tennisbal en 'n plastiekbal wat van dieselfde hoogte en op dieselfde tyd val. Die plastiekbal neem 4 sekondes om die grond te bereik, terwyl die tennisbal 6 sekondes neem. Wat is hul snelhede?

Gegee:

Tyd geneem deur plastiekbal tp = 4 sek

Tyd geneem deur tennisbal tt = 6 sek

Versnelling as gevolg van swaartekrag g = -9.8 m/s2 (soos dit in die afwaartse rigting is)

Om te vind:

Snelheid van plastiekbal vp =?

Snelheid van tennisbal vt =?

Oplossing:

In die geval van vryval word snelheid gegee deur:

v=gt

∴ Snelheid van die plastiekbal:

vp = gtp

∴ vp = -9.8 * 4 = -39.2 m/s

∴ Snelheid van die tennisbal:

vt = gtt

∴ vt = -9.8 * 6 = -58.8 m/s

As gevolg hiervan het die tennisbal 'n hoër snelheid as die plastiekbal.

Kom ons ontleed nou of verskeie snelhede soos gemiddelde snelheid, eindsnelheid, beginsnelheid, terminale snelheid, hoeksnelheid, relatiewe snelheid, oombliklike snelheid, ensovoorts kan negatief wees of nie.

Kan gemiddelde snelheid negatief wees?

Gemiddelde snelheid is, net soos snelheid, ook 'n vektorhoeveelheid. Die rigting daarvan is ook dieselfde as die rigting van die voorwerp se beweging.

Wanneer die gemiddelde snelheid positief is, beweeg 'n voorwerp vorentoe vanaf sy beginpunt. Wanneer die gemiddelde snelheid negatief is, beteken dit eenvoudig dat 'n voorwerp agteruit beweeg vanaf sy beginpunt. As gevolg hiervan dui 'n negatiewe gemiddelde snelheid net die voorwerp se terugwaartse beweging aan.

Probleem: Bereken die gemiddelde snelheid oor 'n gegewe tydinterval van 'n persoon as hy 5 m in 3 s langs die positiewe x-as en 15 m in 7 s langs die negatiewe x-as beweeg?

Gegee: 

Aanvanklike verplasing van die persoon, xi = 5 m

Finale verplasing van die persoon, xf = -15 m (Soos hy in negatiewe x-rigting beweeg)

Aanvanklike tydinterval ti = 3 s

Finale tydinterval tf = 7 s

Om te vind:

Gemiddelde snelheid van die persoon vgem =?

Oplossing:

Gemiddelde snelheid van die persoon word gegee deur:

vgem = (xf - xi) / (tf - ti)

Om die waardes in die bogenoemde vergelyking te plaas:

∴ vgem = (-15-5) / (7-3)

∴ vgem = -20/4 = -5m/s

Kan die aanvanklike snelheid negatief wees?

Die aanvanklike snelheid kan óf positief, negatief of nul wees.

As 'n voorwerp of liggaam agteruit of afwaarts beweeg, word die beginsnelheid daarvan as negatief beskou. Net so, as dit vorentoe of opwaarts beweeg, beskou ons dit as 'n positiewe beginsnelheid. Ons beskou 'n liggaam of voorwerp as 'n nul beginsnelheid as dit glad nie beweeg nie.

Probleem: Binne 3 sekondes voltooi John die fietsrit met 'n finale snelheid van 9 m/s en 'n versnelling van 4 m/s2. Bepaal die beginsnelheid van Johannes.

Gegee:

Eindsnelheid v = 9 m/s

Versnelling a = 4 m/s2

Tydinterval t = 3 s

Om te vind:

Beginsnelheid u = ?

Oplossing:

Om die aanvanklike snelheid te vind, sal ons die bewegingsvergelyking toepas, wat gegee word deur:

v = u + by

∴ u = v – at

Om die waardes in die bogenoemde vergelyking te plaas:

∴u = 9 – (4 * 3) = 9 -12 =-3 m/s

Soos ons negatiewe beginsnelheid kry, kan ons sê dat John aanvanklik in die agteruit rigting gegaan het met 'n spoed van 3 m/s en dan in die vorentoe rigting met 'n spoed van 9 m/s.

Kan finale snelheid negatief wees?

Die finale snelheid kan ook positief, negatief of nul wees, soos die beginsnelheid.

As 'n voorwerp of liggaam agteruit of afwaarts beweeg, word sy finale snelheid as negatief beskou. Net so, as dit vorentoe of opwaarts beweeg, beskou ons dit as 'n positiewe finale snelheid. As 'n liggaam of voorwerp heeltemal tot stilstand kom, beskou ons dit as 'n nul-eindsnelheid.

Probleem: Gestel 'n man reis 'n sekere afstand in die positiewe x-rigting teen 'n spoed van 18 m/s. Nou, as sy versnelling -5 m/s is2, bereken die finale snelheid by 4 sekondes.

Gegee: 

Beginsnelheid u = 18 m/s

Versnelling a = -5 m/s2

Tydinterval t = 4 s

Om te vind:

Eindsnelheid v = ?

Oplossing:

Om die finale snelheid te vind, sal ons die bewegingsvergelyking toepas, wat gegee word deur:

v = u + by 

Plaas die waardes in bogenoemde vergelyking:

∴v = 18 +(-5)*4 = 18-20 =-2 m/s

 Soos die persoon uiteindelik van rigting verander, kry ons 'n negatiewe eindsnelheid.

Kan oombliklike snelheid negatief wees?

Die gradiënt van 'n voorwerp se verplasing word niks anders as oombliklike snelheid genoem nie. 

As die gradiënt van verplasing op 'n gegewe oomblik negatief is, is die oombliklike snelheid ook negatief. Dit dui aan dat snelheid in die teenoorgestelde rigting is van die positiewe rigting wat jy gekies het in terme van fisika.

Probleem: 'n Deeltjie beweeg langs die x-as volgens x(t) = 15t – 3t2. Wat is die oombliklike snelheid by t = 2 s en t = 3 s?

Gegee:

x(t) = 15t – 3t2 ……….(1)

Tyd t1 = 2 sek

Tyd t2 = 3 sek

Om te vind:

Oombliklike snelheid van 'n deeltjie v(t) = ?

Oplossing:

Die beweging van die deeltjies word deur Vergelyking (1) beskryf in terme van verplasing as 'n funksie van tyd. Ons kan die bewegingsvergelyking in terme van snelheid vind deur die afgeleide van die bogenoemde vergelyking te neem.

∴v(t) = 15 – 6t

Oombliklike snelheid op tyd t1 = 2 sek

v(2 s) = 15 – 6*2 = 15-12= 3 m/s

Oombliklike snelheid op tyd t2 = 3 sek

v(3 s) = 15 – 6*3 = 15-18= -3 m/s

Kan relatiewe snelheid negatief wees?

Wanneer ons die snelheid van 'n voorwerp of liggaam met betrekking tot 'n ander beskou, word hierdie snelheid die genoem relatiewe snelheid.

Wanneer twee voorwerpe of liggame in die teenoorgestelde rigting beweeg, word hul relatiewe snelheid word gegee deur die verskil tussen hul snelhede. Dus, die relatiewe snelheid van teenoorgestelde bewegende voorwerpe eindig negatief.

Oorweeg twee voorwerpe beweeg met verskillende snelhede in teenoorgestelde rigtings. Dus, die snelheid van voorwerp 2 met betrekking tot voorwerp 1 word gegee deur:

v21 =v2 - v1

Probleem: Twee oos-wes treinspore loop parallel aan mekaar. Trein A beweeg oos met 'n spoed van 54 km/h, terwyl trein B wes beweeg met 'n spoed van 90 km/h. Wat is die snelheid van trein B met betrekking tot trein A?

Gegee:

Die positiewe rigting van die x-as is gekies om van wes na oos te wees. Dus,

Snelheid van trein A vA = 54km/h = 15m/s

Snelheid van trein B vB = -90 km/h = -25 m/s

Om te vind:

Snelheid van trein B met betrekking tot trein A vBA =?

Oplossing:

vBA =vB - vA

Om die waardes van snelhede in die bogenoemde vergelyking te plaas:

∴vBA =-25-15 = -40 m/s

As gevolg hiervan kan ons aflei dat trein B na kyk teen 'n spoed beweeg van 40 m/s van oos na wes.

Kan hoeksnelheid negatief wees?

Hoeksnelheid is ook 'n vektorhoeveelheid wat beide die rigting en grootte bevat.

Wanneer die rotasie antikloksgewys is, word hoeksnelheid as positief geneem, en wanneer rotasie kloksgewys is, dan word hoeksnelheid as negatief geneem. Verder, wanneer hoekverplasing afneem, is hoeksnelheid negatief, en hoeksnelheid is positief wanneer dit toeneem.

Probleem: Bereken die hoeksnelheid van 'n wiel met 'n aanvanklike hoekverplasing van π rad en 'n hoekverplasing van -π rad na 2 sekondes.

Gegee: 

Aanvanklike hoekverplasing 𝛳i = π rad

Finale hoekverplasing 𝛳f =-π rad

Tydsinterval t = 2 sek

Om te vind:

Hoeksnelheid van 'n wiel ⍵ = ?

Oplossing:

Hoeksnelheid word gegee deur:

Dus,

⍵ =(-π-π)/2 =-1 rad/s

Kan maksimum snelheid negatief wees?

Maksimum snelheid word beskou as verkry wanneer die afgeleide van snelheid nul is. Daar is geen manier om enige bykomende spoed na hierdie punt te kry nie.

Die negatiewe en positiewe wys slegs watter kant toe die voorwerp of liggaam beweeg wanneer dit sy maksimum snelheid bereik. Meer presies, as ons die koördinaatstelsel in ag neem, kan ons sien in watter gebied, positief of negatief, die voorwerp die maksimum snelheid het.

Kan terminale snelheid negatief wees?

Die hoogste konstante snelheid verkry deur 'n voorwerp as dit deur 'n vloeistof val (wat enige gas of vloeistof kan wees), staan ​​bekend as eindsnelheid.

Die viskose krag balanseer sy gewig sodra 'n sferiese liggaam in 'n viskose vloeistof ondergedompel word. As die sferiese liggaam se digtheid minder is as die digtheid van die omliggende vloeistof, sal die liggaam opwaarts begin migreer. Negatief terminale snelheid word toegepas op hierdie opwaartse rigtingterminale snelheid.

Kan verandering in snelheid negatief wees?

Wanneer ons die verskil tussen die liggaam se finale snelheid en sy beginsnelheid neem, word dit die verandering in snelheid van daardie liggaam genoem.

Omdat beide die eind- en beginsnelheid negatief kan wees, kan die snelheidsverandering eweneens negatief wees. Verder, as die finale snelheid verskil van die aanvanklike snelheid in 'n negatiewe rigting, sal die snelheidsverandering negatief wees.

Ons hoop dat ons jou van bevredigende oplossings voorsien het vir jou navrae oor kan snelheid negatief wees, hoe kan snelheid negatief wees, wanneer kan snelheid negatief wees, en vele meer. Besoek asseblief ons webwerf om meer artikels te lees wat verband hou met wetenskap.

Laat 'n boodskap

Jou e-posadres sal nie gepubliseer word nie. Verpligte velde gemerk *

Scroll na bo