Средняя скорость

cover
93515
«Я — скорость», — говорил Молния Макуин перед гонкой. А в каком темпе ехал знаменитый гонщик, чтобы победить? Рассчитать поможет физика! Сейчас все узнаем. Спойлер: пит-стопы считаются.
17 ноября 2023 г.
Содержание статьи

Что такое средняя скорость

Итак, сегодня в программе — средняя скорость движения. Ты, наверняка, знаешь, что скорость — это величина, которая характеризует движение, а именно, быстроту. То есть все просто, вы едете на дачу, и ты видишь на спидометре у папы в машине значения. Это мера того, насколько быстро едет ваша тачка. «И что же из этого будет средним значением?» — спросишь ты.


Действительно, это значение на спидометре не покажут, величина не измеряется в моменте, а зависит от времени и от того расстояния, которое вы проехали.


Средняя скорость — это отношение изменения пути к интервалу времени, в течение которого это изменение произошло. Ее также называют путевой.


Это понятие само по себе не вызывает сложности. Кажется, здесь все предельно просто. Но в ЕГЭ, и в ОГЭ есть задачи, где определяется средняя путевая скорость, поэтому знать о том, как ее находить — это твой мастхэф.

Определение средней скорости

Средняя скорость — это способ узнать, насколько быстро двигался объект в среднем за определенный период. 


Допустим, наш любимый гонщик Молния трижды сделал гоночный круг и прибыл к финишу первым. Кажется, что он «клал стрелку» на протяжении всего пути, чтобы достичь этого результата. Но на самом деле это не так. Помнишь, он заезжал к своим друзьям, чтобы ему подкачали колеса, а злые конкуренты пытались помешать. И строгий тайминг никто не думал останавливать. То есть в какой-то момент он стоял, а в другой — он ехал на пределе мощности. 


И средняя скорость будет содержать информацию и том, что он стоял, и о том, насколько быстро двигался.



Как найти среднюю скорость

Чтобы рассчитать среднюю скорость, нам нужно знать две вещи: расстояние, которое наш гонщик проехал, и время, за которое это произошло. 


Просто используй эту формулу: Vср = S / t.


Ничего сложного S — это наше расстояние, t — секунды, минуты или часы в пути.


Предположим длина гоночного круга — 3 км, Молния прошел его 3 раза, на поворотах он замедлялся, заехал на пит-стоп, а потом вырвался на прямую и смог нагнать так, что финишировал первым за 2 минуты и 42 секунды.


Тогда наше S = 9 км, наше t = 0.045 ч. Используем формулу и находим значение. Средняя скорость Молнии будет — Vср = 9 / 0.045 = 200 км/ч.



Частные случаи нахождения средней скорости

Есть несколько частных случаев, когда нам нужно определить эту величину, если известно, что кто-то двигался равные расстояния или прошел за одно и то же время разные расстояния.


Одинаковые участки пути


То есть если мы знаем, что наша машина первую половину пути до дачи ехала со скоростью V1, а вторую — V2, и мы хотим вычислить нашу среднее значение, нужно провести следующие действия. S — общий путь, и мы точно знаем, что части пути были равными.


Vср = S / t1+t2

t1 = S / 2 V1

t2 = S / 2 V2

И соединяя эти выражения в итоге мы получаем формулу: Vср = 2 V1 V2/ V1+ V2.



Одинаковые интервалы движения


А теперь мы двигались первый час на дачу со скоростью V1, а второй час — V2. t — общее время в пути. Временные промежутки у нас равны друг другу. То есть чтобы вычислить среднее значение, нам нужно проделать некоторые операции.


Vср = S1+S2 / t

S1 = V1t /2

S2 = V2t /2

И мы получаем в таком частном случае формулу Vср = V1 + V2 / 2.


Вот и все! Теперь ты знаешь, что такое средняя скорость и как ее рассчитать. Это очень полезно, чтобы понять быстроту движения разных тел. Так что не забывай применять этот трюк, когда ты будешь исследовать мир вокруг себя!



Проверь себя

Средняя скорость — это…


  1. отношение расстояния к временному интервалу, за которое оно пройдено;
  2. сумма всех скоростей, с которыми мы когда-либо двигались;
  3. когда водитель не превышает скоростной режим.


Велосипедист проехал 20 км и через 2 часа вернулся домой. С какой средней скоростью он двигался?


  1. он стоял;
  2. 10 км/ч;
  3. 40 км/ч.


Если мы едем два участка одинакового расстояния, но с разной скоростью, как вычислить среднюю скорость.



  1. Vcр = V1 + V2 
  2. Vср = V1 + V2 / 2
  3. Vср = 2 V1 V2/ V1+ V2
Admin1