Біз күн сайын қозғалысқа тап боламыз. Біз жұмысқа асығамыз, көліктердің өтуін, құстардың ұшуын немесе жаңбыр тамшыларының түсуін бақылаймыз. Кез келген қозғалыстың негізінде физикадағы ең негізгі ұғымдардың бірі: жылдамдық жатыр. Ол бізге объектінің қозғалатынын ғана емес, сонымен қатар бұл қозғалыстың қаншалықты тез болатынын дәл сипаттауға мүмкіндік береді.

Қарапайым тілмен айтқанда, жылдамдық дегеніміз не?

Физикада жылдамдық — объектінің қозғалыс жылдамдығын және таңдалған санақ жүйесіне қатысты кеңістіктегі қозғалыс бағытын сипаттайтын векторлық физикалық шама.

Қарапайым тілмен айтқанда, жылдамдық объектінің уақыт бірлігінде жүріп өтетін қашықтығын көрсетеді (мысалы, бір сағатта, бір минутта немесе бір секундта).

Ажырату маңызды: Жылдамдықтың векторлық сипаты оны толық сипаттау үшін тек санды білу жеткіліксіз екенін білдіреді. Сондай-ақ, объектінің қозғалатын бағытын (солтүстікке, жоғары немесе шеңбер бойымен) түсіну керек. Бағыты жоқ сандық мән физикада көбінесе жер жылдамдығы немесе скалярлық жылдамдық деп аталады.

Жылдамдықты есептеу формуласы

Ең қарапайым жағдай үшін — біркелкі түзу сызықты қозғалыс (зат тұрақты жылдамдықпен түзу сызық бойымен қозғалғанда) — есептеу формуласы мектептен бастап барлығына таныс:

V = S/t

Мұндағы:

v — заттың жылдамдығы;
S — жүріп өткен қашықтық;

t — бұл қашықтықты жүріп өтуге кететін уақыт.

Басқа параметрлерді осы негізгі формуладан оңай алуға болады. Мысалы, егер біз уақыт пен жылдамдықты білсек, қашықтықты таба аламыз, ал егер біз қашықтық пен жылдамдықты білсек, уақытты есептей аламыз.

Халықаралық бірліктер жүйесінде (SI) жылдамдық секундына метрмен өлшенеді. Дегенмен, күнделікті өмірде біз сағатына таныс километрді жиі қолданамыз.

Жылдамдық түрлері

Шынайы өмірде біркелкі қозғалыс сирек кездеседі. Автокөлік бағдаршамда баяулайды және тас жолда үдейді, ал жүгіруші төбелерде баяулайды. Сондықтан физиктер жылдамдықтың бірнеше түрін ажыратады:

Лездік жылдамдық — бұл объектінің белгілі бір уақыт мезетіндегі немесе траекториясы бойынша берілген нүктедегі жылдамдығы. Бұл сіздің көлігіңіздің спидометрі көрсетеді.

Орташа жылдамдық — жүріп өткен жалпы қашықтықтың жалпы уақытқа қатынасы (тоқтаулар мен баяулауларды қоса алғанда).

Жылдамдық іс жүзінде қалай анықталады?

Қолданылуына байланысты бұл мәнді өлшеудің көптеген әдістері бар:

Механикалық әдіс (спидометрлер): Бұл дөңгелектің немесе біліктің белгілі бір уақыт аралығындағы айналымдарын санауды қамтиды.

Доплер әдісі (полиция радары): Құрылғы радиотолқын шығарады, оны қозғалыстағы көлік шағылыстырады, ал электроника көліктің жылдамдығын қайтарылған толқын жиілігінің өзгеруіне негіздеп лезде есептейді.

Спутниктік навигация (GPS/GLONASS): Смартфондар мен навигаторлар сіздің координаттарыңызды тұрақты микроаралықтарда анықтайды және осы өзгерістерге сүйене отырып, ағымдағы жылдамдығыңызды есептейді.

Сіз өлшеу әдістері туралы көбірек біле аласыз, иллюстрациялық мысал есептерін көре аласыз және әртүрлі физикалық процестерде жылдамдықтың қалай анықталатынын егжей-тегжейлі сипаттайтын мамандандырылған ресурстардағы ерекше фактілерді зерттей аласыз.

Біздің Әлемдегі жылдамдықтар туралы қызықты деректер

Абсолютті максимум: Әлемдегі ең жоғары жылдамдық — вакуумдағы жарық жылдамдығы. Ол C әрпімен белгіленеді және шамамен 300 000 км/с құрайды. Ешбір материалдық объект бұдан жылдам қозғала алмайды.
Ең жылдам жануар: Гепард қысқа қашықтықта (400 метрге дейін) 100-120 км/сағ жылдамдыққа жете алады, бұл көптеген спорттық көліктерге қарағанда жылдамырақ үдейді. Ғарыштық масштаб: Жердің тартылыс күшін жеңіп, планетамыздың айналасындағы орбитаға шығу үшін ғарыш кемесі шамамен 7,9 км/с (немесе 28 000 км/сағ-тан астам) болатын бірінші ғарыштық жылдамдыққа жетуі керек.