จลนศาสตร์เป็นสาขาของวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับสาเหตุของการเคลื่อนที่ของวัตถุใดๆ จลนศาสตร์เรียกอีกอย่างว่าเรขาคณิตของวัตถุ เป็นสาขาวิชาฟิสิกส์ที่สำคัญ มันเกี่ยวข้องกับแรง การเคลื่อนที่ ฯลฯ ซึ่งทำให้วัตถุเคลื่อนที่ หมุน แกว่ง ฯลฯ จากตำแหน่งของมัน
ความเร็วเฉลี่ยเทียบกับความเร็วชั่วขณะ
ความแตกต่างระหว่างความเร็วเฉลี่ยและความเร็วชั่วขณะคือ ความเร็วเฉลี่ยระบุถึงระยะทางที่วัตถุครอบคลุมภายในช่วงระยะเวลาหนึ่ง ในขณะที่ความเร็วทันทีคือความเร็วที่แม่นยำที่วัตถุหรือร่างกายครอบคลุมในช่วงเวลาที่กำหนด ปริมาณทั้งสองข้างต้นเป็นสเกลาร์และวัดโดยใช้มาตรวัดความเร็ว
ความเร็วเฉลี่ยเป็นค่าคงที่และวัดโดยการคำนวณความเร็วของการเดินทางทั้งหมดหรือการเดินทาง สำหรับการเดินทาง ไม่จำเป็นที่ร่างกายหรือวัตถุจะยังคงอยู่ที่ความเร็วเฉลี่ย บางครั้งอาจมีค่ามากกว่าความเร็วเฉลี่ยหรือน้อยกว่าความเร็วเฉลี่ยขึ้นอยู่กับเส้นทางและอุปสรรค
ความเร็วชั่วขณะนั้นไม่คงที่สำหรับวัตถุหรือร่างกาย และวัดโดยใช้มาตรวัดความเร็วที่ติดตั้งในรถยนต์ มาตรวัดความเร็วจะบอกค่าความเร็วที่แม่นยำในช่วงเวลานั้นๆ ค่าของความเร็วชั่วขณะนั้นมากกว่าหรือเท่ากับศูนย์ นอกจากนี้ ความเร็วชั่วขณะคือปริมาณสเกลาร์
ตารางเปรียบเทียบระหว่างความเร็วเฉลี่ยกับความเร็วชั่วขณะ
| พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ | ความเร็วเฉลี่ย | ความเร็วทันที |
| คำนิยาม | มันถูกกำหนดให้เป็นระยะทางทั้งหมดที่เดินทางหารด้วยเวลาที่ผ่านไปทั้งหมด | มันถูกกำหนดให้เป็นความเร็วในช่วงเวลาหนึ่งโดยเฉพาะ |
| สูตร | ระยะทางทั้งหมด / เวลาทั้งหมด | ระยะทาง ณ ขณะนั้น / เวลา ณ ขณะนั้น |
| ความหมาย | วัดโดยการคำนวณความเร็วตลอดการเดินทาง | วัดด้วยมาตรวัดความเร็ว |
| คงที่ | เป็นค่าคงที่ | ไม่คงที่ |
| ตัวอย่าง | จักรยานที่เดินทางด้วยความเร็ว 40 ไมล์/ชั่วโมง ดังนั้นความเร็วเฉลี่ยคือ 40 ไมล์ในหนึ่งชั่วโมง | เครื่องวัดความเร็วสามารถให้จักรยานที่เดินทางด้วยความเร็วที่แน่นอนในช่วงเวลาหนึ่ง |
ความเร็วเฉลี่ยคืออะไร?
สามารถกำหนดเป็นระยะทางทั้งหมดที่เดินทางโดยวัตถุหรือร่างกายหารด้วยเวลาที่ผ่านไปทั้งหมด สูตรการคำนวณความเร็วเฉลี่ยแสดงไว้ด้านล่าง –
ความเร็วเฉลี่ย = ระยะทางทั้งหมดที่วัตถุเดินทาง / เวลาทั้งหมดที่วัตถุเดินทาง
นอกจากนี้ยังสามารถวัดได้โดยการคำนวณความเร็วของการเดินทางทั้งหมดหรือการเดินทาง เชื่อกันว่าความเร็วเฉลี่ยของวัตถุหรือวัตถุนั้นคงที่
ขณะเดินทางในยานพาหนะ การรักษารถให้มีค่าคงที่หรือสม่ำเสมอนั้นค่อนข้างยาก เนื่องจากต้องใช้โครงสร้างเบรกที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งทำให้รถช้าลง ดังนั้นความเร็วของร่างกายมักจะไม่คงที่ และระยะทางที่เดินทางหารด้วยเวลาทำให้เรามีความเร็วเฉลี่ยของวัตถุหรือร่างกายในช่วงเวลานั้น
พิจารณาตัวอย่างที่ให้มา – หากร่างกายหรือวัตถุเดินทางเป็นระยะทาง 100 กม. ใน 4 ชั่วโมง ความเร็วเฉลี่ยคือ 25 กม./ชม. ไม่ได้หมายความว่าร่างกายจะเคลื่อนไหวด้วยความเร็วเท่ากันตลอดการเดินทาง เมื่อถนนเป็นทางตรง ราบ และว่าง ความเร็วของรถอาจสูงกว่าความเร็วเฉลี่ย แต่บนถนนโค้ง เนิน หรือในพื้นที่แออัด ความเร็วอาจช้ากว่าค่าความเร็วเฉลี่ย
ความเร็วชั่วขณะคืออะไร?
ความเร็วทันทีสามารถกำหนดเป็นความเร็วของร่างกายหรือวัตถุในช่วงเวลาหนึ่งโดยเฉพาะ สูตรการคำนวณความเร็วทันทีแสดงไว้ด้านล่าง –
ความเร็วชั่วพริบตา = ระยะทางในชั่วพริบตา / เวลาที่ชั่วขณะนั้น
ความเร็วชั่วขณะสามารถวัดได้โดยใช้มาตรวัดความเร็ว และเชื่อว่าจะไม่คงที่ ความเร็วชั่วขณะของวัตถุหรือวัตถุมีค่ามากกว่าหรือเท่ากับศูนย์เสมอ ถือว่าเป็นปริมาณสเกลาร์เนื่องจากไม่มีทิศทางการเคลื่อนที่เฉพาะ
สำหรับการเคลื่อนที่ที่สม่ำเสมอ ความเร็วชั่วขณะถือเป็นค่าคงที่ แต่ในช่วงเวลาหนึ่ง ความเร็วชั่วพริบตาคือขนาดของความเร็วชั่วขณะในขณะนั้น เป็นขีดจำกัดของความเร็วเฉลี่ยเนื่องจากช่วงเวลามีขนาดเล็กมาก
ความแตกต่างหลักระหว่างความเร็วเฉลี่ยและความเร็วชั่วขณะ
บทสรุป
เมื่อจลนศาสตร์จัดการกับสาเหตุของการเคลื่อนที่ในวัตถุหรือร่างกาย การเคลื่อนที่สองอย่างที่เกี่ยวข้องกันคือความเร็วเฉลี่ยและความเร็วชั่วขณะ ความเร็วเฉลี่ยสำหรับวัตถุที่กำหนดคือระยะทางทั้งหมดที่เดินทางหารด้วยเวลาทั้งหมดที่ใช้ เมื่อช่วงเวลาของการเดินทางถึงศูนย์ ระยะทางที่เดินทางตลอดการเดินทางก็จะถึงค่าศูนย์เช่นกัน
ในคำที่ไม่ซับซ้อน สามารถระบุได้ว่าความเร็วชั่วขณะนั้นถือเป็นขนาดของความเร็วชั่วขณะ ณ เวลาที่กำหนดหรือเวลาที่กำหนด ขนาดของความเร็วชั่วขณะสามารถเริ่มต้นได้โดยการสะท้อนค่าสัมบูรณ์ของความเร็วชั่วขณะ นอกจากนี้ ค่าของความเร็วชั่วขณะนั้นเป็นบวกเสมอ ความชันของกราฟตำแหน่งเทียบกับกราฟเวลา ณ เวลาที่กำหนดให้ค่าของความเร็วชั่วขณะในขณะนั้น
อ้างอิง
- https://ascelibrary.org/doi/abs/10.1061/(ASCE)0733-947X(2002)128:2(182)
- https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/148453
