Nul snelheid: wat, hoe, wanneer, voorbeelde en probleme


In hierdie artikel sal ons bespreek wat nulsnelheid is, hoe en wanneer dit in die scenario kom met 'n paar voorbeelde.

'n Voorwerp wat vasstaan ​​by 'n punt, of op 'n rigiede liggaam en nie met tyd verplaas nie, dan is die snelheid van 'n voorwerp nul.

Wat is Zero Velocity?

Die snelheid van die voorwerp word gedefinieer as 'n verandering in sy posisie saam met tyd.

Wanneer daar geen verplasing van die voorwerp is nie, word gesê dat die snelheid van die voorwerp nulsnelheid is.

Die volgende grafiek toon die verband tussen verplasing v/s tyd vir nul snelheid.

nul snelheid
Verplasing-tyd grafiek

Die bostaande grafiek toon 'n reguit lyn parallel aan die x-as, wat sê dat die posisie van die voorwerp vir al die tye dieselfde is; die posisie van die voorwerp verander nie. Dit impliseer dat die voorwerp in rus is, wat beteken dat die snelheid van die voorwerp nul is.

Wanneer is Velocity Zero?

Die voorwerp het 'n nulsnelheid wanneer dit nie met tyd verplaas nie.

Die snelheid van die voorwerp is nul wanneer daar geen verplasing van die voorwerp is nie. Die posisie van die voorwerp tussen twee verskillende tydintervalle bly dieselfde.

Die snelheid word gegee deur die verhouding v=(Δx/Δt)=(x2-x1)/(t2-t1)

Vir snelheid om nul te wees =x2-x1; wat verstaan ​​word dat die posisie van die voorwerp dieselfde bly. Vandaar,

v=(x2-x1)/(t2-t1) = 0

Probleem: 'n Blok met massa 'm' is op 'n afstand van 300m verplaas en bereik punt A om 12.05 nm. Daar is gevind dat die blok om 12.20 nm. teenwoordig was op dieselfde posisie, dit is 300 meter weg van die oorspronklike posisie. Vind die snelheid van die blok.

Gegee: x1=300, x2=300, t1=12.05, t2= 12.20

Gevolglik is die snelheid van die blok nul.

Zero Velocity Voorbeeld

Voorwerpe in rus, het nul snelheid. Byvoorbeeld, 'n bal wat versnel kom tot stilstand, 'n motor klim teen die heuwel op en 'n bestuurder parkeer die motor daar, 'n klapper het op die grond geval, 'n voël wat op die takke van 'n boom sit, 'n rots wat op die rand van die berg staan, ens.

Die voorwerpe wat nie beweegbaar is nie, is ook voorbeelde van nulsnelheid. Voorbeelde is bome, berge, tafels, geboue, stoele, vrieskaste, ens.

Wat is Zero Group Velocity?

'n Groep stel die kombinasie van twee of meer snelhede voor. Die snelheid van die voorwerp word beskou as 'n vorm van 'n golf wanneer dit beweeg, dus 'n golfsnelheid genoem.

Twee of meer golwe wat in 'n groep beweeg, moduleer in 'n enkele golf. Wanneer die groepsnelheid nul is, verminder die golwe tot 'n fasesnelheid wat as 'n enkele golf beweeg, ook wanneer dit deur 'n nodus beweeg of verdwyn.

Beskou 'n golf wat in die x-rigting voortplant, en dan is die golffunksie wat met die golf geassosieer word

Waar A a is amplitude van 'n golf

ω is 'n hoekfrekwensie wat gegee word deur die verband ω=2πt=2πf

k is 'n golfgetal, gegee deur k=2πλ

λ is 'n golflengte

f is 'n frekwensie

Wanneer 'n enkele golf vanaf 'n medium voortplant, word die snelheid van daardie golf 'n fasesnelheid genoem en word dit gedefinieer as die verhouding van die hoekfrekwensie van die golf en die golfgetal, gegee deur die vergelyking

Vfase=ω/k

Dit is gelyk aan die aantal vibrasies wat by twee verskillende punte in die padlengte van die golf gesien word.

Wanneer twee of meer golwe oorvleuel en in 'n enkele golfpatroon met dieselfde snelheid gemoduleer word, word die resulterende snelheid op 'n kombinasie van al die golwe wat 'n groep vorm, groepsnelheid genoem.

Dit is dus afgelei van al die fasesnelhede van individuele golwe, gegee deur die verband

Vgroep=dω/dk

Wanneer is Group Velocity Zero?

Die groepsnelheid is nul by die nodusse van 'n gemoduleerde frekwensie, en wanneer dit met 'n ander golf oorvleuel.

Wanneer twee golwe van dieselfde frekwensies met mekaar inmeng vanuit die teenoorgestelde rigting, dan word die groepsnelheid nul.

Die enkele golflengte van dieselfde frekwensie en amplitude interfereer met die groepgolf en propageer in die rigting teenoor die groepgolf met dieselfde fasesnelheid, dan verdwyn die groepsnelheid van die golwe en versmelt dan in 'n enkele dragolf.

Lees meer oor Groepsnelheid.

Nul oombliklike snelheid

Die oombliklike snelheid word gestel as die verplasing van die voorwerp wat in 'n baie klein tydsinterval langs sy pad plaasgevind het.

Die oombliklike middelsnelheid is nul vir die massa in die middel van die voorwerp wat saam met die voorwerp beweeg wat teen 'n sekere snelheid beweeg.

Die oombliklike snelheid word deur die formule gegee

  • Waar Δt 'n klein tydsinterval is
  • Vi is oombliklike snelheid
  • x is 'n verplasing
  • dit is 'n tyd

As 'n voorwerp wat in die x-rigting versnel, skielik vertikaal afval in negatiewe y-rigting, dan sal die verplasing van die voorwerp wees nul en dus die oombliklike snelheid sal nul wees.

Wanneer is oombliklike snelheid nul?

Die oombliklike snelheid sal nul wees as daar 'n vinnige beweging sonder versnelling in 'n kort span is.

As die liggaam in 'n beweging is, maar 'n deel daarvan is styf verbind met 'n sekere punt op 'n ander voorwerp, dan is die oombliklike snelheid van daardie voorwerp nul op daardie punt.

'N Paar voorbeelde van nul oombliklike snelheid is 'n voorwerp wat roteer, wat die tou oorslaan met twee punte van die tou vas in die hand, 'n vrou wat 'n hoela-hoepel doen waar die hoela-hoepel in beweging is terwyl die posisie van 'n vrou konstant is, dus die snelheid van 'n vrou is nul, 'n punt gemaak deur die band van die voertuig wat aan die pad geheg is, die oombliklike snelheid op daardie punt is nul, leer met klem, kompas en verdeler, en daar is verskeie ander voorbeelde.

Nul horisontale snelheid

Wanneer die voorwerp in 'n projektielbeweging is, kom ons beide horisontale en vertikale snelheid van die voorwerp teë. Wanneer die voorwerp nie parallel met die grond beweeg nie, het ons geen horisontale snelheid nie.

Die projektielbeweging van die voorwerp word in die onderstaande grafiek getoon

Projektielbeweging

Die y-as verteenwoordig die vertikale beweging van die voorwerp en die x-as verteenwoordig die horisontale verplasing. Die vertikale snelheid word gegee deur die Sin-funksie terwyl die horisontale snelheid deur die Cosinus-funksie gegee word. Wanneer die voorwerp die hoogste posisie in sy vlug bereik, het dit op hierdie punt al sy kinetiese energie tot potensiaal energie en beweeg parallel met die oppervlak en die vertikale snelheid van die voorwerp is nul. Die voorwerp is op hierdie punt vir 'n langer tyd in die lug.

Wanneer is horisontale snelheid nul?

As daar geen horisontale verplasing van 'n voorwerp sal die horisontale snelheid gelyk aan nul wees.

Vir 'n horisontale snelheid om nul te wees, moet die voorwerp nie in 'n projektielbeweging wees wat 'n tweedimensionele beweging is nie, die voorwerp moet in 'n y-as rigting gerig wees.

Kom ons demonstreer nul horisontale snelheid met 'n 2-D plot.

Beskou 'n vlug van die voorwerp met massa 'm' in die vertikale rigting vanaf 'n vaste punt op die horisontale oppervlak. Beskou die x-as as 'n horisontale oppervlak en die y-as loodreg op die x-as.

nul snelheid
Nul horisontale snelheid

Hierdie posisie van die voorwerp in die horisontale as bly vas voor en na die vlug van die voorwerp. Die voorwerp beweeg in 'n vertikaal opwaartse rigting as gevolg van kinetiese energie, skakel al die kinetiese energie om in potensiële energie, en keer terug na die grond vertikaal afwaarts sonder om in 'n rigting parallel met die oppervlak te versnel.

Aangesien daar selfs na die vlug geen verandering in die posisie van die voorwerp is nie; die horisontale snelheid van die voorwerp is nul. Inteendeel, daar is 'n vertikale verplasing van die voorwerp wat met tyd toeneem en afneem. Daarom word die objek geassosieer met beide positiewe sowel as negatiewe snelheid en versnelling.

Geen snelheid en positiewe versnelling

Die snelheid van die voorwerp is nul as daar geen verplasing is nie, en ons sal positiewe versnelling hê wanneer daar 'n verandering in spoed en die bewegingsrigting van die voorwerp is.

Dus, as die rigting van die beweging van die voorwerp gereeld verander, sal die resulterende snelheid nul wees en die versnelling sal teenwoordig wees.

Die voorwerp wat vertraag sal tot 'n rus kom waar sy snelheid nul word en dan saam met die beweeg positiewe versnelling sy rigting van die vorige beweging omkeer. Voortaan kan ons positiewe versnelling hê met nul snelheid van die voorwerp.

Zero Uniform Velocity Motion

Daar word gesê dat die voorwerp nul uniforme snelheid het wanneer daar geen verandering in sy beweging met betrekking tot tyd is nie en dit het geen rigting nie.

Dit is soortgelyk aan die relatiewe snelheid waar die snelheid van die voorwerp konstant blyk te wees vir 'n waarnemer wat teen dieselfde snelheid en rigting beweeg.

Dit is wanneer die voorwerp aan die rigiede liggaam vasgemaak word en dit nie met tyd verplaas nie en steeds in die rustoestand is. Die snelheid van so 'n voorwerp is nul.

Oorweeg 'n reghoekige plaat wat op 'n horisontale gladde oppervlak beweeg. 'n Doughnut-vormige artikulasie is aan 'n reghoekige plaat geheg wat saam met die plaat beweeg.

nul snelheid
Die beweging van 'n voorwerp relatief tot 'n ander

Soos die reghoekige plaat van een posisie na 'n ander verplaas, bly die posisie van die artikulasie vas op die plaat. Gevolglik is die snelheid van die artikulasie nul.

Nul relatiewe snelheid

As die twee voorwerpe teen dieselfde snelheid en in dieselfde rigting beweeg, sal die relatiewe snelheid van elk ten opsigte van mekaar nul wees. Dit word voorgestel as die nul relatiewe snelheid.

As twee of meer voorwerpe in dieselfde rigting beweeg, kanselleer hul spoed uit en as die voorwerpe in die teenoorgestelde rigting as mekaar beweeg, sal hul relatiewe die som van die spoed van beide die voorwerpe wees.

Laat die snelhede van twee verskillende voorwerpe VA en VB wees. As hierdie voorwerpe in dieselfde rigting beweeg, is hul relatiewe snelheid is V= VA – VB; en as hierdie voorwerpe in die teenoorgestelde rigting beweeg, sal hul relatiewe snelheid V= VA – (-VB)= VA + VB word.

Die volgende is 'n posisie-tyd grafiek vir twee voorwerpe wat beweeg sal gelyke spoed en rigting met tyd.

Posisie-Tyd Grafiek vir twee liggame in beweging

Aangesien beide die voorwerpe in dieselfde rigting beweeg relatiewe snelheid is die vektorverskil van die snelhede van beide die voorwerpe. Aangesien beide die voorwerpe met dieselfde snelhede beweeg, is die relatiewe snelheid van die voorwerp met betrekking tot mekaar nul sal wees.

Oorweeg twee motors, motor A en motor B wat in dieselfde baan beweeg en teen dieselfde spoed ry. 'n Bestuurder van motor A kan 'n motor B saam met sy motor sien beweeg en die snelheid van motor B met betrekking tot Motor A is nul. Dieselfde is die geval wanneer 'n bestuurder van Motor B vanuit sy verwysingspunt kyk. Dus is die relatiewe snelheid van beide motors ten opsigte van mekaar nul.

Probleem: Oorweeg twee vriende wat in die park stap met 'n snelheid van 1.5 m/s. 'n Man wat teen 'n spoed van 2m/s in die park in 'n sirkel hardloop, kruis die meisies op 'n sekere punt. Wat is die relatiewe snelheid van 'n meisie met betrekking tot mekaar en dié van 'n man?

Gegee: Snelheid van beide die meisies VG= 1.5m / s

Die snelheid van 'n man VM= 2m / s

Die bewegingsrigting van beide die meisies in dieselfde rigting en snelheid is gelyk.

V= VG-VG=1.5m/s – 1.5m/s=0

Gevolglik is die relatiewe snelheid van meisies ten opsigte van mekaar nul.

'n Man beweeg ook in dieselfde rigting, maar met ongelyke snelheid. Daarom is die relatiewe snelheid van 'n man met dié van meisies

V= VG-VM=1.5 m/s – 2 m/s= -0.5 m/s.

Vandaar die relatiewe snelheid van meisies met betrekking tot 'n man is -0.5m/s wat negatief is. Inteendeel, die relatiewe snelheid van 'n man met betrekking tot meisies is 0.5 m/s.

Lees meer oor Negatiewe snelheid en nulversnelling: hoe, wanneer, voorbeeld en probleme.

Algemene vrae

V1. Vind die oombliklike snelheid van die voorwerp in 'n planêre beweging as die verplasing van die voorwerp gegee word deur die verhouding 2t3+2t+3 op tyd t= 5 sekondes.

Gegee: Die posisie van die voorwerp x=2t3+2t+3

Die oombliklike snelheid van die voorwerp word gegee deur

Die oombliklike snelheid van die voorwerp is 152 m/s.

V2. 'n Voorwerp beweeg 'n afstand van 6 meter in 2 sekondes en keer dan sy rigting om en beweeg weer 6 meter in 2 sekondes. Bereken dan die verplasing en die snelheid van die voorwerp.

Die voorwerp oor 6 m in 2s, dan is die aanvanklike snelheid van die voorwerp

v1=x/t=6/2=3m/s

Dan keer die voorwerp sy rigting om en beweeg dieselfde afstand in gelyke tydsinterval, dus is die finale snelheid

v2=x/t=-6/2=-3m/s

hier is verplasing negatief omdat die rigting van die beweging van 'n voorwerp in die teenoorgestelde rigting is.

Gevolglik is die resulterende snelheid

V=v2+v1=-3+3=0

Aangesien die resulterende snelheid van die voorwerp nul is, is die verplasing van die voorwerp nul.

V3. 'n Bal wat in die lug gegooi word, gaan hoog vertikaal op 'n afstand van 10 meter en keer na 10 sekondes terug in dieselfde vlak. Meet die vertikale en horisontale snelheid van die bal.

Die tyd wat 'n vlug neem is 10 sekondes en die afstand wat die bal in 10 sekondes aflê is 20 meter. Daarom is die snelheid van die bal

v=x/t=20/10=2m/s

Aangesien daar geen beweging van 'n voorwerp in die horisontale rigting is nie; die horisontale snelheid van die voorwerp is nul.

VH=0

'n Voorwerp wat rond in vorm beweeg op 'n halfboogoppervlak wat 40 cm lank is binne 2 sekondes. Op watter punt sal die oombliklike snelheid van die voorwerp gesien word?

Die oombliklike snelheid sal regdeur die pad waargeneem word van die mosie.

Wel, die snelheid van die voorwerp sal maksimum wees terwyl dit versnel tot by 'n middelpunt op die semi-boogoppervlak.

Is trampolien 'n voorbeeld van nul horisontale snelheid?

'n Trampolien kan 'n voorbeeld van nul horisontale snelheid.

Die beweging van die liggaam is in die vertikale rigting. Die liggaam word opwaarts gegooi en keer dan terug af in dieselfde vertikale vlak en daar is geen horisontale snelheid en die rigting wat deur die liggaam bereik word nie.

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