Como a velocidade média de um corpo é calculada quando suas mudanças a uma taxa não uniforme?
Quando a velocidade de um corpo muda a uma taxa não uniforme (o que significa que está acelerando ou desacelerando de forma desigual), o cálculo da velocidade média se torna um pouco mais envolvido do que simplesmente tomar a média das velocidades iniciais e finais. Veja como você se aproxima:
1. Entenda o conceito de velocidade média: * A velocidade média é o deslocamento total de um objeto dividido pelo tempo total gasto.
* Deslocamento é a mudança na posição, uma quantidade vetorial que considera magnitude e direção.
* A velocidade média não informa a velocidade em nenhum instante específico.
2. Métodos para calcular a velocidade média com taxa não uniforme: *
usando cálculo: Se você tiver uma função descrevendo a velocidade em função do tempo (v (t)), poderá calcular a velocidade média usando cálculo:
Velocidade média =(1 / (t2 - t1)) * ∫ [t1, t2] v (t) dt
onde:
* T1 e T2 são os horários iniciais e finais, respectivamente.
* ∫ [T1, T2] V (T) DT representa a integral definida da função de velocidade de T1 a T2. Esta integral fornece o deslocamento total.
*
Usando métodos gráficos: Se você tiver um gráfico de velocidade-tempo, pode determinar a velocidade média usando as seguintes etapas:
1.
Encontre a área sob a curva: Esta área representa o deslocamento total.
2.
Divida a área no intervalo de tempo: O resultado é a velocidade média.
* Se o gráfico for irregular, pode ser necessário usar métodos numéricos (como dividir a área em formas menores e aproximar -se).
*
Usando métodos numéricos: Quando você não tem uma função explícita para a velocidade, você pode usar métodos numéricos como:
1.
Divida o movimento em intervalos de tempo menores: Suponha que a velocidade seja aproximadamente constante em cada pequeno intervalo.
2.
Calcule a velocidade média para cada intervalo: Esta é simplesmente a mudança no deslocamento dividida pelo intervalo de tempo.
3.
Encontre a média de todas as velocidades de intervalo: Isso oferece uma aproximação da velocidade média geral.
Exemplo: Imagine um carro que acelera do descanso e depois diminui para parar. Sua velocidade não muda uniformemente. Para encontrar a velocidade média:
1.
Calcule o deslocamento total: Você pode determinar isso medindo a distância percorrida ou usando a área em um gráfico de velocidade-tempo.
2.
Divida o deslocamento total pelo tempo total gasto: Isso lhe dará a velocidade média.
Pontos de chave: * Se a velocidade mudar uniformemente (aceleração constante), a velocidade média é simplesmente a média das velocidades iniciais e finais.
* A velocidade média considera apenas o deslocamento geral e o tempo total. Ele não fornece informações sobre a velocidade em nenhum instante em particular durante a moção.
Deixe -me saber se você tiver um exemplo ou cenário específico, e eu posso ajudá -lo a aplicar esses métodos!