3 Relatiewe snelheidsgrafieke: Met verduidelikings wat jy moet weet


Relatiewe snelheid beskryf die snelheid van 'n voorwerp met betrekking tot 'n ander voorwerp wat onder beweging of rus kan wees.

As jy veronderstel is om relatiewe snelheid op die grafiek te interpreteer, word dit 'n relatiewe snelheidsgrafiek genoem. Hierdie grafiek help om die tipe beweging waarin die voorwerp op daardie tydstip is, te beskryf. In hierdie pos sal ons verskeie tipes relatiewe snelheidsgrafieke kortliks interpreteer.

Die relatiewe snelheid grafiek kan geklassifiseer word as 'n positiewe, negatiewe en nul relatiewe snelheid grafiek gebaseer op die oriëntasie van die rigting van die beweging in die baan.

Positiewe relatiewe snelheid grafiek

'N Positiewe relatiewe snelheid beteken die beweging van beide die voorwerp en die verwysingsvoorwerp sal in dieselfde rigting wees sodat wanneer 'n grafiek van sulke twee relatiewe snelhede geteken word, die plot op 'n positiewe koördinasie-as sal wees; so 'n grafiese interpretasie word positiewe relatiewe snelheid genoem.

Lêer:Relative velocity.svg - Wikimedia Commons
Relatiewe snelheid van sommige voorwerpe
Image krediete: Wikimedia commons

Neem byvoorbeeld aan dat jy veronderstel is om 'n motor op 'n eenrigtingpad te bestuur, en 'n ander persoon ry fiets op dieselfde pad langs jou in dieselfde rigting; dan is jy en die fietsryer in relatiewe beweging. Die snelhede van beide jou motor en fiets is positief relatief tot mekaar. As jy die snelhede van beide motor en fiets meet en dit dan op die grafiek interpreteer, sal die resulterende plot 'n positiewe relatiewe snelheidsgrafiek wees.

Soos in 'n positiewe relatiewe snelheidsgrafiek, is beide voorwerpe in dieselfde rigting, en die algehele relatiewe snelheid tussen die twee voorwerpe neem af.

Negatiewe relatiewe snelheid grafiek

Wanneer twee voorwerpe relatief tot mekaar beweeg, maar in die teenoorgestelde rigting, word die plot van snelhede van dié tot die gelyke en teenoorgestelde beweging van so 'n voorwerp 'n negatiewe relatiewe snelheidsgrafiek genoem.

Die negatiewe relatiewe snelheid word op die tweerigtingpad waargeneem, waar voertuie in twee rigtings oorkant mekaar beweeg. Gestel ons meet die snelhede deur twee voertuie te oorweeg wat in die teenoorgestelde rigting beweeg. In daardie geval sal die snelheid van een voertuig in die teenoorgestelde rigting wees, soos om na die negatiewe as te beweeg.

Die algehele relatiewe snelhede in die negatiewe relatiewe snelheidsgrafiek neem toe soos hulle in teenoorgestelde rigtings beweeg.

Nie-nul relatiewe snelheid grafiek

Twee voorwerpe beweeg relatief tot mekaar met die verandering van hul snelheid teen 'n konstante tempo word die plot van so 'n verandering in relatiewe snelheid 'n nie-nul relatiewe snelheidsgrafiek genoem.

Die nie-nul relatiewe snelheidsgrafiek kan verkry word wanneer twee voorwerpe op verskillende tye in 'n verskillende posisie is. Die spoed van beide voorwerpe verander gereeld relatief tot mekaar. In 'n ander sin kan ons sê dat as die hoek van beide snelhede van die voorwerpe verskil, dan is die relatiewe snelheid tussen twee voorwerpe nie-nul nie.

Lêer:Relative motion.svg - Wikimedia Commons
Positiewe, negatiewe, nie-nul relatiewe snelhede
Image krediete: Wikimedia algemeens

Posisioneer tydgrafiek wanneer relatiewe snelheid nul is

Wanneer relatiewe snelheid nul is, en as ons dit op die posisie-tyd grafiek teken, kry ons twee reguit parallelle lyne met dieselfde hellingshoek. Dit beteken dat twee voorwerpe op dieselfde tyd saam met dieselfde snelheid beweeg.

Wanneer die relatiewe snelheid nul is, hang dit nie af van die rigting van die beweging van die voorwerp nie. Dit hang suiwer af van die spoed en tydinterval. Die voorwerp moet dieselfde afstand teen dieselfde spoed in die gegewe dieselfde tydsinterval aflê.

Die posisie-tyd grafiek wanneer relatiewe snelheid nul is, word hieronder gegee.

relatiewe snelheid grafiek
Posisie-tyd grafiek wanneer relatiewe snelheid nul is

In die grafiek is twee voorwerpe, A en B, onder beweging wat deur twee reguit parallelle lyne uitgebeeld word. Die helling van die lyne is dieselfde, en hul spoed verander teen 'n konstante tempo op dieselfde tydinterval.

Posisioneer tydgrafiek wanneer relatiewe snelheid negatief is

Op die posisie-tyd grafiek word die negatiewe relatiewe snelheid voorgestel deur twee lyne in die teenoorgestelde rigting. Een beweeg langs die positiewe as, en die ander een beweeg na die negatiewe as wat die teenoorgestelde rigting van die beweging verteenwoordig.

Die grafiek hieronder verteenwoordig die posisie-tyd grafiek wanneer relatiewe snelheid negatief is.

relatiewe snelheid grafiek
Negatiewe relatiewe snelheid grafiek

Vanaf die grafiek beweeg voorwerp A relatief tot voorwerp B. Beide voorwerpe beweeg in die teenoorgestelde rigting; dus is die relatiewe snelheid tussen twee voorwerpe groter as die grootte van individuele snelhede.

Posisioneer tydgrafiek wanneer relatiewe snelheid nie nul is nie

Ons weet reeds dat wanneer relatiewe snelheid nie-nul is nie, die snelhede van beide die bewegende voorwerpe gelykop verander op verskillende posisies op 'n gegewe tydinterval. Op die posisie-tyd grafiek kry ons twee parallelle reguit lyne met 'n ongelyke tydsinterval, en hul helling is ook ongelyk.

Die posisie-tyd grafiek wanneer relatiewe snelheid is nie-nul, word hieronder gegee.

relatiewe snelheid grafiek
Nie-nul Posisie-tyd relatiewe snelheid grafiek

Die grafiek toon duidelik dat twee voorwerpe relatief tot mekaar beweeg. Die snelheid is nie nul of konstant nie, maar dit verander teen 'n konstante tempo. Voorwerp B verander sy snelheid meer gereeld as voorwerp A., so ons kry twee ongelyke parallelle lyne.

Hoe om relatiewe snelheid op 'n grafiek te vind?

Om relatiewe snelheid op die grafiek te vind, moet ons net die posisie-tyd grafiek teken. Op die xt-grafiek gee die helling die snelheid. Die verskil tussen die hellings van die twee lyne wat op die xt-grafiek uitgebeeld word wat die relatiewe beweging voorstel, gee die relatiewe snelheid.

Beskou die posisie-tyd grafiek van twee voorwerpe wat in beweging is. Laat voorwerp A die helling van m1 het, en voorwerp B het die helling van m2. Die relatiewe snelheid word soos volg bereken.

Die helling van die voorwerp A is

Die helling van die voorwerp B is

m1=PQQRm1=PQQR

m2=XYYZ

Die relatiewe snelheid van A met betrekking tot B is

vrel(AB)=m1-m2

En die relatiewe snelheid van B met betrekking tot A is

vrel(BA)=m2-m1

Probleme op relatiewe snelheidsgrafiek opgelos

Probleem 1) Die posisie-tyd grafiek van die twee liggame word hieronder gegee. Vind die relatiewe snelheid van die tweede liggaam met betrekking tot die eerste liggaam.

relatiewe snelheid grafiek
Posisie-tyd grafiek vir gegewe probleem

Oplossing:

Uit die bostaande grafiek, die posisie en tyd van die twee voorwerpe, kan die helling as bereken word

m1=QRPQ

m1=12

m1=0.5 eenhede

m2=YZXY

m2=22

m2= 1 eenheid.

Die relatiewe snelheid van voorwerp

vrel(BA)=m2-m1

vrel(BA)=1-0.5

vrel(BA)=0.5 m / s.

Probleem 2) Vind die relatiewe snelheid van gegewe voorwerpe wat op die posisie-tyd grafiek hieronder gegee word.

relatiewe snelheid grafiek
Posisie-tyd grafiek

Oplossing:

Die helling van die eerste voorwerp word bereken as

m1=QRPQm1=1.52

m1=0.75 eenhede.

Die helling van die tweede voorwerp word gegee as

m2=YZXY

m2=1.92.1

m2=0.904 eenhede.

Aangesien die beweging van voorwerp B teenoorgesteld is aan die beweging van A, moet die waarde van die helling van B dus negatief wees ten opsigte van A. Helling m2 kan dus herskryf word as

m2=-0.904 eenhede.

Die relatiewe snelheid word dus bereken as

vrel= m1-m2= 0.75-(-0.904)

vrel= 0.75 + 0.904

vrel=1.654 m/s.

Probleem 3) Vind die relatiewe snelheid vanaf die gegewe posisie-tyd grafiek hieronder.

relatiewe snelheid grafiek
Zero relatiewe snelheid xt grafiek

Oplossing:

Uit die bostaande grafiek blyk dit dat beide die voorwerpe gelyktydig teen dieselfde spoed beweeg. In daardie geval sal die relatiewe snelheid nul wees.

dws vA=vB

vrel= 0.

Probleem 4) Bereken die relatiewe snelheid vanaf die grafiek.

relatiewe snelheid grafiek
xt-grafiek om relatiewe snelheid te vind

Oplossing:

Uit die bostaande grafiek is die helling vir eerste liggaam

m1=PQQR

m1=21.5

m1=1.33 eenhede.

m2=XYYZ

m2=0.51.6

m2=0.312 eenhede.

Die relatiewe snelheid van die twee voorwerpe, A en B, is

vAB= 1.33-0.312

vAB = 1.018 eenhede.

Gevolgtrekking

In hierdie pos het ons geleer om die relatiewe snelheidsgrafiek van verskillende tipes te plot wat baie afhang van die rigting van die beweging. En ook 'n kort verduideliking oor die plot van posisie-tyd grafiek wat gedrag van al die tipes relatiewe snelheid op die grafiek definieer.

Keerthi Murthi

Ek is Keerthi K Murthy, ek het nagraadse studie in Fisika voltooi, met die spesialisasie in die veld van vastestoffisika. Ek beskou fisika nog altyd as 'n fundamentele vak wat aan ons daaglikse lewe gekoppel is. As 'n wetenskapstudent geniet ek dit om nuwe dinge in fisika te verken. As skrywer is my doel om die lesers op die vereenvoudigde wyse deur my artikels te bereik. Bereik my – keerthikmurthy24@gmail.com

Onlangse plasings