7 Negatiewe Snelheid Voorbeeld: Voorbeelde En Probleme


In hierdie artikel gaan ons 'n paar voorbeelde van negatiewe snelheid bespreek en verwante probleme oplos.

Enkele voorbeelde van negatiewe snelheid is soos volg:-

Voorwerp wat neerval

'n Voorwerp wat van groter hoogtes af na onder op die oppervlak versnel, verminder sy posisie terwyl dit versnel. Aangesien die posisie met tyd afneem, word die die snelheid van die voorwerp is negatief.

Die energie van die voorwerp bly altyd bewaar; dit verander net van een vorm van energie na 'n ander. Terwyl die voorwerp opwaarts versnel, word sy kinetiese energie wat vir sy drywing gebruik word omgeskakel na potensiële energie en sodra al die kinetiese energie in die potensiële energie omgeskakel is, begin die voorwerp versnel tot nul potensiële oppervlaktes.

Aangesien die energie behoue ​​bly in die vorm van die potensiële en kinetiese energie van die voorwerp wat van die hoogtes af val, sal die aanvanklike energie wat geproduseer word gelyk wees aan die finale energie.

KE1+PE1=KE2+PE2

1/2 mu12+mgh1=1/2 mv22+mgh2

1/2 u12+gh1=1/2 v22+gh2

u12+2gh1=v22+2gh2

u12-v22=2g(u2-h1)

v22=u12-2g (u2-h1)

v2=√u12-2g (u2-h1)

Kortom, kinetiese energie is gelyk aan die potensiële energie van die voorwerp

1/2mv2=mgh

v2= 2gh

v=√2gh

Dit impliseer dat die snelheid van die voorwerp tydens sy vlug in die lug afhang van die hoogte waarop dit bo die oppervlak van die grond is.

Soos die hoogte van die vallende voorwerp afneem, sal die snelheid van die voorwerp met die vierkantswortel van sy hoogte afneem. Gevolglik is die snelheid van 'n voorwerp negatief in hierdie geval.

Gly van voete terwyl jy probeer om op die skuifbalk te klim

Jy het seker opgemerk dat weens gebrek aan wrywingskrag op die skuifbalk gly ons herhaaldelik agteruit terwyl ons op die skuifbalk klim. Hierdie verminder die snelheid van 'n persoon terwyl hy klim en dikwels teruggly na die grond. Dit is dus ook 'n voorbeeld van 'n negatiewe snelheid.

Voorwerp wat stadiger word

Die vinnig versnellende voorwerp verlaag skielik sy snelheid dan het ons 'n eksponensiële afname in die snelheid van die voorwerp.

negatiewe snelheid voorbeeld
Grafiek van 'n voorwerp wat sy snelheid met tyd verminder

Vir sulke voorwerpe, die versnelling sal ook negatief wees.

'n Voorwerp wat met hoë spoed in 'n omgekeerde rigting beweeg

Terwyl beweeg in 'n omgekeerde rigting vanaf die oorspronklike punt, sal die posisie van die voorwerp ten opsigte van die oorsprong afneem, dus sal die snelheid van die voorwerp wat 'n verandering in posisie met tyd is, negatief wees.

Wanneer die voorwerp skerp terugwaartse versnelling neem, dan is die versnelling positief, maar die snelheid van die voorwerp is negatief.

Kingfisher duik in 'n rivier vir vis

'n Voël, visvanger wat in die rivierwater duik om die vis vir sy kos te vang, beweeg met negatiewe snelheid soos dit naby die oppervlak van die water kom vanaf die hoogte waarop dit gevlieg het.

Lig wat deur die medium beweeg

Soos lig van een medium na 'n ander beweeg, verander die spoed van lig. Wanneer die digter medium binnedring neem die spoed van ligstrale af, dus is dit ook 'n voorbeeld van negatiewe snelheid, omdat die afstand wat deur die lig in die lug in een sekonde verloop meer is in vergelyking met sy snelheid in die digter medium, aangesien dit vergelykbaar stadiger beweeg.

Lees meer op die spoed van lig.

Lente

Lente probeer altyd om sy oorspronklike grootte te herwin wanneer dit strek. As 'n swaar massa aan die een kant van die veer vasgemaak word wat vergelykbaar is met sy veerkonstante en die ander kant vas gehou word, sal dit, wanneer die veer gestrek word deur 'n massa op 'n horisontale skuif te trek, potensiële energie bou wat een keer in kinetiese energie omgeskakel sal word dit word vrygestel.

Die massa sal in 'n omgekeerde rigting beweeg as gevolg van gelyke en teenoorgestelde reaksies en sal in 'n posisie na die vaste punt verplaas en stabiel bly. Dit is 'n oombliklike proses. Aangesien die posisie met tyd afneem, is die snelheid negatief.

Vloei van stroom

Die rigting van 'n stroomvloei is in die rigting teenoor die beweging van elektronladings; dit kan ook verantwoord word vir 'n negatiewe snelheid van elektrone in vergelyking met die rigting van die stroom.

Probleme opgelos

Probleem 1: 'n Motor ry 'n afstand van 7 km in 7 minute en vertraag dan wanneer hy die distrikspad bereik en ry 3 km in 9 minute. Bereken die verandering in snelheid.

Oplossing: 'n Motor verplaas 7 km vanaf die oorspronklike punt, x1=7km, tyd geneem t1=7min;

Daarom is die spoed van die motor

v1=x1/t1=7* 60/7=60km/h

'n Motor ry 3 km in 9 minute, dus die spoed van die motor is

v2=x2/t2=3*60/9=20km/h

Vandaar verandering in snelheid is

V=V2-V1=20-60=-40km/h

Die verandering in die snelheid van die motor word negatief sodra dit stadiger word.

Probleem 2: 'n Gewig van massa 1 kg word op 'n horisontale skyfie gehou wat uit glas bestaan. 'n Gewig word aan 'n veer van 1 meter lank vasgemaak waarvan die ander punt in 'n muur verseël is. 'n Massa word tot 'n afstand van 50 cm weg van sy posisie getrek wanneer 'n krag uitgeoefen word en verlig. Daarna verplaas die gewig 80 cm in 'n sekonde en rus op 'n posisie 80 cm weg van die muur.

Vind die oombliklike snelheid van 'n massa en die potensiële energie van veer wanneer die massa trek. Bereken ook die potensiële energie gestoor in die lente wanneer dit op 'n afstand van 50 cm van sy rusposisie verplaas is. Gegee die veerkonstante k=1.5.

Oplossing:

gegee: x1= 50 cm, x2=80 cm, t1=0, t2=1 sek;

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

Snelheid van 'n gewig is -0.3m/s wat negatief is omdat die gewig in die omgekeerde rigting verplaas.

Probleem 3: Vind die gemiddelde snelheid van 'n voorwerp reis met tyd. Die afstand wat die voorwerp op verskillende tye afgelê het, is opgemerk, dieselfde word in die volgende tabel getoon. Teken die grafiek vir dieselfde.

Verplasing (km)Tyd (min)
1010
820
630
440

Oplossing: Die posisie-tyd grafiek vir die bogenoemde data is soos hieronder

Posisie tyd grafiek vir die voorwerp

Verandering in snelheid met betrekking tot tyd is gelyk aan die helling van die grafiek.

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

Dit word gesien dat die snelheid van die voorwerp konstant bly, maar die posisie van die voorwerp neem af met toenemende tyd, dus is die snelheid van die voorwerp negatief.

Die potensiële energie van 'n veer is halftyd die veerkonstante en 'n kwadraat van die verplasing.

U=1/2kx2

=1/2*1.5*0.52

=1/2*1.5*0.25

=0.19 Joule

Vandaar die energie gestoor in die tou was 0.19 Joules.

Probleem 4: 'n Meisie stap 100 meter na Noord in 1 minuut en keer terug na die punt van waar sy begin het en stap 200 meter na Suid van daar af in 4 minute. Bereken haar werklike snelheid en verplasing om daardie punt te bereik waar sy nou is.

Oplossing: 'n Meisie stap aanvanklik 100 meter noord na Noord in 1 minuut, dus haar stapspoed was

Spoed=Afstand/Tyd

v1=100/60=1.67m/s

Dan dek 'n meisie 200 meter in 4 minute, daarom is die snelheid van 'n meisie

v2=200/4*60=0.83m/s

Daarom is die snelheid van 'n meisie in 5 minute

V=V2-V1=0.83-1.67=-0.84m/s

En werklike verplasing van 'n meisie uit oorspronklike posisie is

x=x2-x1=200-100=100 meter

Dit is 100 meter na die suide vanaf die oorspronklike posisie.

Probleem 5: Wat is die snelheid van 'n voorwerp wanneer dit op 'n hoogte van 10 meter bo die grond is en hoe verskil die snelheid van die voorwerp teen watter tempo?

Oplossing: Die snelheid van die voorwerp tydens sy vlug in die lug is eweredig aan die vierkantswortel van sy hoogte vanaf die grond en die versnelling as gevolg van swaartekrag van die Aarde gegee deur die verhouding

v=√2gh

Wanneer die voorwerp op 'n hoogte van 10 meter is, sal sy snelheid gelyk wees aan

v=√2*9.8*10=√196=14 m/s

Wanneer h=9m

v=√2*9.8*9=√176.4=13.28 m/s

Wanneer h=8m

v=√2*9.8*8=√156.8=12.52 m/s

Wanneer h=7m

v=√2*9.8*7=√137.2=11.71 m/s

Wanneer h=6m

v=√2*9.8*6=√117.6=10.84 m/s

Wanneer h=5m

v=√2*9.8*5=√98=9.8 m/s

Wanneer h=4m

v=√2*9.8*4=√76=8.7 m/s

Wanneer h=3m

v=√2*9.8*3=√58.8=7.67 m/s

Wanneer h=2m

v=√2*9.8*2=√39.2=6.26 m/s

Wanneer h=1m

v=√2*9.8*1=√19.6=4.43 m/s

Hoogte (m)Snelheid (m/s)versnelling
1014-0.72
913.28-0.76
812.52-0.81
711.71-0.87
610.84-1.04
59.8-1.10
48.7-1.03
37.67-1.41
26.26-1.83
14.43-4.43

Dit dui aan dat, soos die hoogte afneem, die snelheid van 'n voorwerp afneem, en dus versnelling ook afneem. Die versnelling van die voorwerp neem skerp af wanneer dit naby die grondoppervlak is.

Probleem 6: 'n Ligstraal gaan 'n emmer water binne en gaan deur 'n glasplaat wat daarin geplaas is. Vind die snelheid van die ligstrale in elke medium. Die brekingsindeks van water is 1.3 en dié van glas is 1.5.

Oplossing: RI van water is n=1.3,

n=c/v

v=c/n=3⊓*108* 1.3

v=2.3*108m / s

Nou is die snelheid van lig 2.3*108m/s. Dus, die spoed van lig in glas is

n=v1/v2

v2=v1/n=2.3*108/ 1.5

v=1.5*108m / s

Dus is die snelheid van lig in glas *108m / s.

Lees meer oor Negatiewe snelheidsgrafiek: verskillende grafieke en hul verduidelikings.

Algemene vrae

Hoekom is snelheid negatief?

Snelheid word gedefinieer as 'n verandering in die posisie van 'n voorwerp met verskillende tydintervalle.

As die posisie van 'n voorwerp met tyd verskuif, sal die verskil in posisie met betrekking tot sy vorige posisie negatief wees en dus sal snelheid negatief wees in vergelyking met die voorafgaande interval.

Hoe fasesnelheid van lig negatief kan wees?

Afstand afgelê deur 'n enkele ligstraal of enkele golf in een sekonde van tyd word fasesnelheid genoem.

Negatiewe snelheid kom in 'n toneel in terwyl lig van een medium na 'n ander beweeg omdat die spoed van lig afneem wanneer dit die digter medium binnegaan.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings