ความเร็วเทียบกับความเร็วเฉลี่ย
ความเร็วเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากที่กล่าวถึงในสาขาวิชากลศาสตร์ในวิชาฟิสิกส์ ความเร็วของวัตถุอธิบายว่าวัตถุเคลื่อนที่เร็วเพียงใดและทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ ความเร็วเฉลี่ยอธิบายความเร็วโดยรวมของการเคลื่อนที่ แนวคิดทั้งสองนี้ค่อนข้างพื้นฐานและสำคัญมากในเกือบทุกสาขาของฟิสิกส์ ในบทความนี้ เราจะพูดถึงความเร็วและความเร็วเฉลี่ย คำจำกัดความของความเร็วและความเร็วเฉลี่ย ความคล้ายคลึงกัน และสุดท้ายคือความแตกต่างระหว่างความเร็วและความเร็วเฉลี่ย
ความเร็ว
ความเร็วคือปริมาณทางกายภาพของร่างกาย ความเร็วชั่วขณะสามารถกำหนดได้เป็นความเร็วชั่วขณะของวัตถุกับทิศทางที่วัตถุเคลื่อนที่ในขณะนั้น ในกลศาสตร์ของนิวตัน ความเร็วหมายถึงอัตราการเปลี่ยนแปลงการกระจัด ทั้งความเร็วและการกระจัดเป็นเวกเตอร์ มีค่าเชิงปริมาณและทิศทาง ค่าเชิงปริมาณของความเร็วเพียงอย่างเดียวเรียกว่าโมดูลัสของความเร็ว ซึ่งเท่ากับความเร็วของวัตถุ ความเร็วเฉลี่ยของวัตถุคือความแตกต่างระหว่างความเร็วสุดท้ายกับความเร็วเริ่มต้น (แบ่งเป็นสามมิติ) หารด้วยเวลาทั้งหมด ความเร็วของวัตถุสัมพันธ์โดยตรงกับพลังงานจลน์ของวัตถุ ในกลศาสตร์คลาสสิก พลังงานจลน์ของวัตถุคือครึ่งหนึ่งของมวลคูณด้วยความเร็วกำลังสอง (Ek=½ mv2) ทฤษฎีสัมพัทธภาพแนะนำรุ่นขั้นสูงกว่า ซึ่งไม่ได้กล่าวถึงในที่นี้ ทฤษฎีสัมพัทธภาพยังเสนอว่ามวลที่สังเกตได้ของวัตถุจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วของวัตถุเพิ่มขึ้นความเร็วของวัตถุขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงของพิกัดเวลาอวกาศของวัตถุเท่านั้น
ความเร็วเฉลี่ย
ความเร็วเฉลี่ยคือค่าเฉลี่ยของความเร็วชั่วขณะในช่วงเวลาหนึ่ง เนื่องจากหาได้ยาก จึงใช้วิธีการที่ง่ายกว่าในการคำนวณความเร็วเฉลี่ย ความเร็วเฉลี่ยของการเคลื่อนที่คือระยะทางทั้งหมดที่วัตถุเดินทาง หารด้วยเวลาที่ใช้ในการเดินทาง ถ้าเส้นทางของวัตถุเป็นเส้นตรง ก็สามารถหาเวกเตอร์สำหรับความเร็วเฉลี่ยได้อย่างง่ายดาย อีกวิธีหนึ่งในการหาความเร็วเฉลี่ยคือการบูรณาการความเร็วชั่วขณะเทียบกับเวลาสำหรับการเดินทาง ส่งผลให้ระยะทางที่วัตถุเดินทาง โดยการหารปริมาณนี้ตามเวลาที่ใช้สำหรับการเดินทาง จะสามารถคำนวณความเร็วเฉลี่ยได้
ความเร็วกับความเร็วเฉลี่ยต่างกันอย่างไร
• ความเร็วของวัตถุเป็นคุณสมบัติชั่วขณะสำหรับการเคลื่อนที่หนึ่งๆ ในขณะที่ความเร็วเฉลี่ยจะสอดคล้องกับการเคลื่อนที่โดยรวมระหว่างจุดสองจุดเสมอ
• วัตถุสามารถมีค่าความเร็วเมื่อการกระจัดเป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม ความเร็วเฉลี่ยของวัตถุใดๆ ที่มีการกระจัดเป็นศูนย์ก็เป็นศูนย์เช่นกัน
• เวกเตอร์ของความเร็วอยู่ในทิศทางทันทีของวัตถุ ทิศทางของความเร็วเฉลี่ยขึ้นอยู่กับจุดเริ่มต้นและการกระจัดของวัตถุ เวกเตอร์ความเร็วเฉลี่ยจะขนานกับเวกเตอร์การกระจัดเสมอ