DURCHSCHNITTSGESCHWINDIGKEIT: BERECHNUNGSMETHODE UND BEISPIELE - KÖRPERLICH - 2025

Die Durchschnittsgeschwindigkeit oder Durchschnittsgeschwindigkeit ist definiert als der Quotient zwischen dem zurückgelegten Raum und der Zeit, die zum Reisen dieses Raums verwendet wird. Geschwindigkeit ist eine grundlegende Größe sowohl in der Physik als auch im täglichen Leben der Menschen. Es ist in fast jedem Aspekt des Lebens der Menschen vorhanden.

Diese Präsenz von Geschwindigkeit macht sich besonders in der heutigen Gesellschaft bemerkbar, in der eine wachsende Nachfrage nach Unmittelbarkeit besteht. Natürlich hängt die Geschwindigkeit auch eng mit einer Vielzahl physikalischer Phänomene zusammen. Irgendwie haben alle Menschen eine mehr oder weniger korrekte intuitive Vorstellung vom Konzept der Geschwindigkeit.

Es ist notwendig, zwischen Durchschnittsgeschwindigkeit und Momentangeschwindigkeit zu unterscheiden. Die momentane Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, die ein Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt trägt, während die durchschnittliche Geschwindigkeit der Quotient zwischen der Verschiebung und der Zeit ist.

Weiterhin ist zu beachten, dass die Geschwindigkeit eine skalare Größe ist; Das heißt, es hat eine Richtung, einen Sinn und ein Modul. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit über eine Richtung angewendet.

Im internationalen System wird die Geschwindigkeit in Metern pro Sekunde (m / s) gemessen, obwohl im Alltag häufig andere Einheiten verwendet werden, beispielsweise Kilometer pro Stunde (km / h).

Wie berechnet man das?

Die Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit erfolgt aus folgendem Ausdruck:

v _m = ∆s / ∆t = (s _{f -} s ₀ ) / (t _{f -} t ₀ )

In dieser Gleichung ist v _m die mittlere Geschwindigkeit, ∆s ist das Verschiebungsinkrement und ∆t ist das Zeitinkrement. Andererseits sind s _f und s ₀ die endgültige bzw. anfängliche Verschiebung; während t _f und t ₀ die End- bzw. Anfangszeit sind.

Ein weiterer Ausdruck zur Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit ist:

v _m = s _t / t _t

In diesem Ausdruck ist s _t die Gesamtverschiebung und _{t t} ist die Gesamtzeit, die in die Herstellung dieser Verschiebung investiert wurde.

Wie aus dieser Berechnung hervorgeht, werden nur die Gesamtverschiebung und die darin verwendete Gesamtzeit berücksichtigt, ohne dass zu irgendeinem Zeitpunkt berücksichtigt werden muss, wie diese Verschiebung aufgetreten ist.

Es ist auch nicht notwendig zu wissen, ob der Körper mit konstanter Geschwindigkeit beschleunigt, angehalten oder den ganzen Weg gefahren ist.

Es kann oft notwendig sein, die umgekehrte Berechnung durchzuführen, um die Gesamtverschiebung aus der Durchschnittsgeschwindigkeit und der Gesamtzeit zu bestimmen.

In diesem Fall müssen Sie nur nach der Verschiebung der ersten Gleichung suchen, um den Ausdruck zu erhalten, mit dem sie berechnet werden kann:

∆s = v _m ∙ ∆t

Das gleiche könnte getan werden, wenn es notwendig ist, die Zeit zu berechnen, die in einer Bewegung verwendet wird, die mit einer bekannten Durchschnittsgeschwindigkeit ausgeführt wird:

∆t = v _m ∙ ∆s

Maßeinheiten für die Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit kann in verschiedenen Einheiten ausgedrückt werden. Wie oben erwähnt, ist im internationalen System die Maßeinheit der Meter pro Sekunde.

Je nach Kontext kann es jedoch bequemer oder praktischer sein, andere Einheiten zu verwenden. So wird bei Transportmitteln üblicherweise der Kilometer pro Stunde verwendet.

Im angelsächsischen Einheitensystem wird für Transportmittel der Fuß pro Sekunde (ft / s) oder die Meile pro Stunde (mph) verwendet.

In der Seeschifffahrt wird üblicherweise der Knoten verwendet; Andererseits wird in der Luftfahrt manchmal die Machzahl verwendet, die als Quotient zwischen der Geschwindigkeit eines Körpers und der Schallgeschwindigkeit definiert ist.

Beispiele für die Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit

Erstes Beispiel

Ein typisches Beispiel, bei dem die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet werden muss, ist eine Fahrt zwischen zwei verschiedenen Städten.

Angenommen, der Fall, in dem sowohl die Gesamtverschiebung (die nicht mit der Entfernung zwischen den beiden Städten übereinstimmen muss) auf der Reise zwischen den beiden Städten - beispielsweise 216 Kilometer - als auch die auf dieser Reise verbrachte Zeit bekannt sind. Zum Beispiel drei Stunden.

Die Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit würde folgendermaßen erfolgen:

v _m = ∆s / ∆t = 216/3 = 72 km / h

Wenn Sie die Geschwindigkeit in Einheiten des internationalen Systems ausdrücken möchten, sollten Sie die folgende Konvertierung durchführen:

v _m = 72 km / h = 72 ∙ 1000/3600 = 20 m / s, da ein Kilometer tausend Meter und eine Stunde 3600 Sekunden hat.

Zweites Beispiel

Ein weiterer praktischer Fall zur Berechnung der Durchschnittsgeschwindigkeit besteht darin, dass in einem bestimmten Zeitraum mehrere Bewegungen ausgeführt wurden.

Angenommen, eine Frau hat mehrere Fahrten mit dem Fahrrad über mehrere Tage unternommen und möchte wissen, wie hoch die durchschnittliche Gesamtgeschwindigkeit ihrer Reise war.

Die Frau hat in den folgenden Tagen die folgenden Strecken zurückgelegt: 30 Kilometer, 50 Kilometer, 40 Kilometer und 20 Kilometer.

Die jeweils verwendeten Zeiten waren die folgenden: eineinhalb Stunden, zweieinhalb Stunden, zweieinhalb Stunden und eineinhalb Stunden. Dann wird die resultierende Durchschnittsgeschwindigkeit wie folgt berechnet:

v _m = (30 + 50 + 40 + 20) / (1,5 + 2,5 + 2,5 + 1,5) = 17,5 km / h

Beispiele für Durchschnittsgeschwindigkeit

Es kann interessant sein, einige Beispiele für durchschnittliche Fahrgeschwindigkeiten zu kennen, um eine intuitivere Vorstellung von den verschiedenen Werten zu erhalten, die die Geschwindigkeit annehmen kann.

Im Falle einer gehenden Person wird der Wert ihrer Durchschnittsgeschwindigkeit als 5 Stundenkilometer angesehen. Wenn dieselbe Person rennt, kann sie die Hälfte dieser Durchschnittsgeschwindigkeit erreichen.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Amateurradfahrers kann auf ungefähr 16 Stundenkilometer geschätzt werden, während für einen professionellen Radfahrer auf der Straße die Durchschnittsgeschwindigkeit den Wert von 45 Stundenkilometern erreicht.

Hurrikane der Kategorie 1 können eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 119 Stundenkilometern haben. Schließlich beträgt die durchschnittliche Umlaufgeschwindigkeit der Erde um die Sonne 107.218 Stundenkilometer.

Verweise

1. Geschwindigkeit (nd). In Wikipedia. Abgerufen am 23. April 2018 von en.wikipedia.org.
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4. Richard P. Feynman, Robert B. Leighton und Matthew Sands. Die Feynman-Vorlesungen über Physik.
5. Elert, Glenn. "Geschwindigkeit & Geschwindigkeit". Das Physik-Hypertextbuch. Abgerufen am 23. April 2018.