Velocità è un concetto essenziale in fisica, che misura la velocità di cambiamento della posizione di un oggetto rispetto al tempo. Quando la velocità di un oggetto viene misurata in una direzione specifica, viene definita Velocità. Inoltre, la variazione temporale dello spostamento è nota come velocità. Sia la velocità che la velocità sono abbastanza simili tra loro. Ma presenta un'importante differenza in quanto la velocità è una quantità vettoriale che ha sia grandezza che direzione. E la velocità è una quantità scalare che ha solo grandezza. Pertanto, la velocità è una misura di quanto tempo impiega un corpo per raggiungere una destinazione con la direzione.

Tabella dei contenuti

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• Definizione di velocità
• Tipi di velocità
• Velocità iniziale e finale
• Come trovare la velocità finale?
• Velocità costante
• Formula della velocità
• Differenza tra velocità e velocità
• Velocità angolare
• Velocità di fuga
• Esempi risolti sulla velocità

Ad esempio, quando due oggetti viaggiano nella stessa direzione, è più facile distinguerli più velocemente. Ma se la direzione del movimento dei due oggetti è opposta, allora è difficile identificare quello più veloce. In tali situazioni, il concetto di velocità è essenziale.

Definizione di velocità

La velocità è definita come la velocità di cambiamento della posizione dell'oggetto rispetto ad un sistema di riferimento e al tempo

Velocità è una misura vettoriale della velocità e della direzione del movimento. In poche parole, la velocità è il ritmo con cui qualcosa si muove in una particolare direzione. La velocità di un'auto che va verso nord su un'autostrada principale e la velocità di un razzo che esplode nello spazio possono essere entrambe misurate utilizzando la velocità. Come si può prevedere, la dimensione scalare (valore totale) della velocità del vettore rappresenta la velocità di movimento. In termini di calcoli, la velocità è la prima uscita da un luogo in termini di tempo. La velocità può essere calcolata utilizzando una semplice formula utilizzando misurazione, distanza e tempo.

Unità di velocità

• L'unità SI per la velocità è SM (metri al secondo).
• Allo stesso tempo, la velocità può essere espressa in qualsiasi unità di distanza. Altre unità includono miglia orarie (mph), chilometri orari (kph) e chilometri al secondo (km/s).

Tipi di velocità

Possono esserci vari tipi di velocità per qualsiasi oggetto, alcuni di questi tipi sono i seguenti:

• Velocità uniforme
• Velocità non uniforme
• Velocità istantanea
• Velocità media

Comprendiamo queste velocità come segue:

Velocità uniforme

Quando un oggetto percorre spostamenti uguali in tempi uguali la sua velocità è detta velocità uniforme. Un treno che viaggia a una velocità costante di 80 chilometri all'ora (km/h) per 2 ore coprirà una distanza di 160 chilometri (km), quindi la velocità di un treno che viaggia a 80 chilometri all'ora è un esempio di velocità uniforme.

Velocità non uniforme

Quando un qualsiasi oggetto percorre spostamenti disuguali in intervalli di tempo uguali, la sua velocità è chiamata velocità non uniforme. Ad esempio, un'auto che viaggia a 30 km/h in una strada affollata, poi accelera fino a 80 km/h su un'autostrada e poi rallenta fino a 50 km/h in un'area suburbana, si dice che l'auto non ha -velocità uniforme.

Velocità istantanea

La velocità in un determinato momento o in un periodo di tempo molto breve per qualsiasi oggetto è chiamata velocità istantanea. Consideriamo un'auto che viaggia a una velocità costante di 100 km/h su un'autostrada e il conducente che guarda il tachimetro per vedere la sua velocità è un esempio di velocità istantanea in quel momento.

Velocità media

Per un oggetto in movimento con una certa velocità, la distanza totale percorsa per unità di tempo è chiamata velocità media di quell'oggetto. cioè.,

Velocità media = spostamento totale percorso / tempo totale impiegato

Consideriamo che una persona percorre una distanza di 4 km in 1 ora, quindi percorre altri 2 km in 30 minuti. La velocità media per l'intero viaggio è di 8 chilometri orari (km/h).

Velocità iniziale e finale

Velocità iniziale è la velocità al momento in cui è iniziato il movimento dell'oggetto. In parole semplici, la velocità in un intervallo di tempo t = 0 s è chiamata velocità iniziale. È rappresentato dal simbolo u. L'unità SI è simile a quella della velocità, cioè m/s.

Velocità finale è la velocità raggiunta dall'oggetto quando raggiunge la massima accelerazione. In parole semplici, la velocità acquisita dall'oggetto in un certo intervallo di tempo è chiamata velocità finale. È rappresentato dal simbolo v. L'unità SI della velocità iniziale e finale è la stessa, ovvero m/s.

Come trovare la velocità finale?

Seguire i seguenti passaggi per trovare la velocità finale dell'oggetto.

Passo 1: La velocità iniziale dell’oggetto può essere calcolata dividendo la distanza totale percorsa per il tempo impiegato dall’oggetto per percorrere quella distanza. Nella formula V = d/t, V è la velocità, d è la distanza e t è il tempo.

Passo 2: Dividendo la massa dell'oggetto per la sua forza, quindi moltiplicando il risultato per il tempo dell'accelerazione, puoi determinare la sua accelerazione.

Passaggio 3: Per ottenere la velocità finale, aggiungere gli importi dei passaggi 1 e 2.

Velocità costante

La velocità costante di un oggetto si ottiene quando ha una velocità costante in una direzione costante. Qui la direzione costante limita l'oggetto a muoversi lungo un percorso lineare o rettilineo. Pertanto, la velocità costante viene quindi definita come il movimento dell'oggetto in linea retta a velocità costante.

Una delle forme più semplici di movimento è quando l'oggetto si muove con una velocità costante. Un movimento così costante può essere osservato ogni volta che un oggetto scivola su una superficie orizzontale.

Tuttavia, una bicicletta che si muove a una velocità costante di 50 km/h su un percorso circolare ha una velocità costante ma non ha una velocità costante perché la sua direzione cambia seguendo il percorso circolare.

Formula della velocità

Esistono diverse formule per calcolare la velocità di un oggetto utilizzando parametri diversi in varie condizioni. Ecco alcune delle principali formule utilizzate per calcolare diverse velocità as-

Quando l'iniziale (x_io) e la posizione finale (x_F) di un oggetto insieme all'intervallo di tempo sono forniti, quindi la velocità può essere calcolata come,

Ora, secondo le equazioni del moto, la velocità può essere valutata,

• Quando vengono forniti la velocità iniziale, l'accelerazione e il tempo, la velocità finale viene data come:

Dove

• In è la velocità finale,
• In è la velocità iniziale,
• UN è l'accelerazione e
• T è il tempo impiegato dall'oggetto.

Differenza tra velocità e velocità

Velocità e velocità sono termini che vengono spesso usati in modo simile, quindi creano un po' di confusione per la maggior parte di noi. Ma praticamente c'è una differenza significativa tra entrambi i termini.

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Il termine Velocità viene utilizzato per esprimere la velocità con cui si muove un corpo. Tuttavia, la velocità non solo esprime la sua velocità, ma ci informa anche sulla direzione in cui si muove il corpo.

Quindi, la velocità è semplicemente definita come la velocità di variazione della distanza percorsa da un oggetto in un dato intervallo di tempo. Mentre la velocità è definita come la velocità con cui un oggetto si sposta in un dato intervallo di tempo. Ciò implica che la velocità è funzione della distanza e la velocità è funzione dello spostamento. E, cosa più importante, si dice che la velocità abbia solo grandezza, quindi è una quantità scalare, mentre la velocità ha sia grandezza che direzione, è una quantità vettoriale. Inoltre, entrambe le quantità hanno le stesse unità e formule dimensionali.

La differenza tra Velocità e Velocità in forma tabellare è data come segue:

Velocità angolare

Quando sono dati lo spostamento angolare e il tempo impiegato dall'oggetto in un movimento circolare, la velocità angolare è data come:

Dove,

• OH è la velocità angolare
• io sono gli spostamenti angolari
• T è il tempo impiegato dall'oggetto nel movimento circolare.

Velocità di fuga

Quando è data la massa dell'oggetto sfuggito all'attrazione gravitazionale della Terra (con costante gravitazionale G), allora la velocità di fuga dell'oggetto è data come:

Dove,

• In _È è la velocità di fuga,
• G è la costante gravitazionale universale (= 6,674 × 10^-undiciNm²/kg²),
• M è la massa dell'oggetto sfuggito e
• R è la distanza dal centro della massa.

Riepilogo delle formule di velocità

Tutte le diverse formule per calcolare le diverse velocità sono le seguenti:

• v = s/t
• v = (x _F - X _io )/ t = Δx / t
• v = u + at
• ω = θ / t
• In _È = √2Gm/r

Inoltre, controlla

• Distanza e spostamento
• Accelerazione
• Velocità e velocità

Esempi risolti sulla velocità

Esempio 1: In un'ora un'auto può percorrere 550 km. Calcola la sua velocità.

Soluzione:

Dato,

• Dislocamento, s = 550 km = 550 × 10³M
• Tempo impiegato, t = 1 h = 3600 s

Da,

Velocità = Spostamento/Tempo

v = 550 × 10³/3600

= 152,77 m/s

Quindi la velocità dell'auto è 152,77 m/s.

Esempio 2: Un'auto parte e percorre uno spostamento di 40 m in 10 s. Calcola la sua velocità.

Soluzione:

Dato,

• Posizione iniziale, x_io= 0 metri
• Posizione finale, x_F= 40 metri
• Tempo impiegato, t = 10 s.

Da,

v = x_F- X_io/ T

Perciò,

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v = (40 m – 0 m) / 10 s

= 4 m/sec

Quindi la velocità dell'auto è 4 m/s.

Esempio 3: Un giocatore colpisce un pallone inizialmente fermo e raggiunge l'accelerazione di 20 ms ^-2 nel tempo 5 s. Determina la velocità finale del pallone dopo t = 5 s.

Soluzione:

Dato,

• Accelerazione, a = 20 ms^-2
• Velocità iniziale, u = 0 m/s
• Tempo impiegato, t = 5 s.

Da,

v = u + at

Perciò,

v = 0 m/s + 20 ms^-2× 5 secondi

= 100 m/sec

Quindi la velocità finale del pallone dopo t = 5 s è 100 m/s.

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Esempio 4: Determinare la velocità angolare della palla spostata in un movimento circolare di un angolo di 30 radianti in 5 s.

Soluzione:

Dato,

• Spostamento angolare, θ = 30 rad
• Tempo impiegato, t = 5 s

Poiché la velocità angolare è data da:

ω = θ / t

Perciò,

ω = 30 rad / 5 s

= 6 rad/s

Quindi la velocità angolare della palla è 6 rad/s.

Esempio 5: Una persona percorre una distanza con una velocità finale di 20 m/s e un'accelerazione di 2 m/s ² in un tempo di 4 s. Calcolare la sua velocità iniziale.

Soluzione:

Dato,

• Accelerazione, a = 2 ms^-2
• Velocità iniziale, v = 20 m/s
• Tempo impiegato, t = 4 s.

Poiché la velocità iniziale è:

u = v – a

Perciò,

u = 20 m/s – 2 ms^-2× 4 secondi

= 12 m/sec

Quindi, la velocità iniziale della persona è 12 m/s.

Esempio 6: Quale sarà la velocità di fuga di un oggetto dalla superficie terrestre?

Soluzione:

• Massa della terra, m = 6 × 10²⁴kg,
• La distanza dell'oggetto dal centro della massa è uguale al raggio della terra, r = 6400 km = 6,4 × 10⁶m, e
• Valore della costante gravitazionale, G = 6,67 × 10⁻¹¹Nm²/kg².

Poiché la velocità di fuga è definita come:

In_È= √2Gm/r

Perciò,

In_È= √2 × 6,67 × 10⁻¹¹×6×10²⁴kg/6,4×10⁶M

= 11200 m/sec

= 11,2 km/s

Pertanto, la velocità di fuga di un oggetto dalla superficie terrestre è di 11,2 km/s.

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Velocità – Domande frequenti

Definire la velocità.

Quando la velocità di un oggetto viene misurata in una direzione specifica, si chiama velocità. Ad esempio, un'auto che si muove verso nord con una velocità di 40 km/ora è un esempio di velocità.

Come viene misurata la velocità?

La velocità viene misurata in unità di distanza per tempo, in genere metri al secondo (m/s) o chilometri all'ora (km/h). Richiede sia la velocità dell'oggetto che la direzione del suo movimento.

Cos'è la velocità istantanea?

La velocità istantanea è definita come la velocità di un oggetto in un determinato istante di tempo. Si misura in m/s.

Qual è l'unità di velocità?

L'unità SI per la velocità è m/s (metri al secondo). Viene misurato anche in miglia orarie (mph), chilometri orari (kph) e chilometri al secondo (km/s).

La velocità può essere zero?

Sì, la velocità può essere zero. Per quanto riguarda un oggetto fermo, la velocità è sempre 0.

Quali sono i tipi di velocità?

Esistono principalmente due tipi di velocità: velocità media e velocità istantanea. La velocità media è lo spostamento totale diviso per il tempo totale impiegato, mentre la velocità istantanea è la velocità di un oggetto in un momento specifico.

La velocità può essere negativa?

Sì, la velocità può essere negativa.

Quali fattori influenzano la velocità?

I fattori che possono influenzare la velocità includono forze esterne come gravità, attrito e resistenza dell'aria, nonché la massa dell'oggetto se le forze sono sbilanciate. I cambiamenti in uno qualsiasi di questi fattori possono causare accelerazione, modificando così la velocità.

In che modo la velocità può essere negativa?

La velocità di qualsiasi oggetto nella direzione opposta è sempre considerata con segno negativo.

Quando la velocità è costante, l'accelerazione è ____.

L'accelerazione per un movimento a velocità costante è 0 m/s²poiché non vi è alcun cambiamento nella velocità.

In che modo la velocità differisce dalla velocità?

Mentre sia la velocità che la velocità misurano la velocità con cui qualcosa si muove, la velocità include anche la direzione del movimento. Ciò la rende una quantità vettoriale, mentre la velocità è una quantità scalare, che rappresenta solo l'entità del movimento.

La velocità è una quantità vettoriale?

Sì, la velocità è una quantità vettoriale.

Perché la velocità è una quantità vettoriale?

Per definire la velocità di qualsiasi oggetto abbiamo bisogno sia della grandezza che della direzione, quindi la velocità è una quantità vettoriale.

Cos'è la formula della velocità media?

La formula per la velocità media è data come

Velocità media = spostamento totale percorso / tempo totale impiegato

Qual è la differenza tra velocità e velocità?

La velocità misurata in una direzione specifica è chiamata velocità, cioè se un'auto si muove a 30 km/h, questa è la velocità dell'auto, ma se l'auto si muove a 30 km/h verso nord, quella è la velocità dell'auto.