A velocidade média de um objeto em movimento é zero

Considere que há uma caixa de massa m em repouso no chão. A maioria dos livros dá um exemplo de que precisamos fazer um trabalho de mgh para levantar a caixa h para cima. Se analisarmos este trabalho, a força externa que atua na caixa por nós deve ser igual ao peso da caixa. Portanto, a força líquida é zero, o que, por sua vez, não há aceleração. Se não houver aceleração e a velocidade inicial da caixa também é zero, como pode a caixa se mover para cima perguntou Mar 11 14 às 15:54 Em problemas introdutórios sobre o trabalho, você normalmente ensina que a força é a distância dos tempos: e você trata a força como constante. Se você olhar para o problema dessa forma, então você está bastante correto que, se a força for F mg, a caixa não pode acelerar para que não possa se mover. No entanto, uma maneira mais completa de definir o trabalho é: A força F (x) pode ser uma função de x, e para obter o trabalho, integramos esta força desde o ponto de partida xi até o ponto final xf. Como F (x) pode variar, podemos fazer F gt mg no início para acelerar a caixa, em seguida, faça F lt mg para o final, então a caixa diminui novamente. Os comentários DavePhD que funcionam não são uma função estatal e, em geral, isso é verdade. No entanto, neste caso, o trabalho realizado é igual à mudança de energia potencial, desde que a caixa comece em xi em repouso e termine em xf em repouso, obtenha o mesmo trabalho, independentemente da forma exata de F (x). Se você estiver realmente determinado a ter F constante, comece com F gt mg no início e F lt mg no final, então reduza gradualmente o valor inicial de F e aumente o valor final para tornar a força mais constante. Isso fará com que o tempo necessário para mover a caixa de xi para xf para aumentar. O limite desse processo é um valor completamente constante para F, caso em que leva um tempo infinito para mover a caixa. Respondeu 11 de março às 16:22 Newtons primeira lei afirma que: Um objeto em repouso permanecerá em repouso, a menos que seja atuado por uma força desequilibrada. Um objeto em movimento continua em movimento com a mesma velocidade e na mesma direção, a menos que seja executado por uma força desequilibrada. Muitas vezes, é chamado de lei de inércia. Então, se você deseja mover um objeto com velocidade zero, no primeiro momento Você deve aplicar uma força ligeiramente maior do que o peso da caixa. Quando a caixa está em movimento, a força que você precisa aplicar para fazê-la mover para cima é menor e igual ao peso das caixas (assumindo que não há resistência ao ar). Respondeu 11 de março às 16:08 Esta é uma questão que todos perguntam primeiro porque parece intuitivamente uma contradição. No entanto, não é. Exemplos conceituais Eu acho que você não está longe, mas talvez a terceira lei seja a única a tropeçar você, não a 1ª. Mas, de qualquer forma, aqui estão alguns exemplos conceituais, que podem ajudar. Exemplo 1. Considere a partícula no quadro por um momento. Está em movimento ou ainda é? Bem, nós sabemos que: Uma partícula movendo-se à velocidade v0 (em sua própria armação inercial) está em velocidade constante e aceleração constante porque frac a Então, se v0 então segue que a0. No entanto, é vital que você não confunda isso com um caso quando a0, porque nesse caso v poderia ser v0. A velocidade pode não ser zero, a coisa sobre a aceleração constante é que não há mudança de velocidade porque as forças individuais que atuam sobre os corpos no sistema somem para zero. Exemplo 2. Uma partícula que se move à velocidade vapprox c aproximadamente 3 vezes 10 mathrm (em sua própria armação inercial) está se movendo em aceleração constante, mas está definately em movimento e muito, rápido também. Embora seja provável que tenha uma massa insignificante a essa velocidade, Não se preocupe com isso por enquanto. Estou apenas tentando ajudá-lo a parar de pensar em velocidade e aceleração de forma intercambiável (se essa foi a fonte da confusão). Lembre-se, estamos falando de modelos simples que envolvem a conservação. Então, apenas porque há uma força de reação no sistema, isso não significa que nada no sistema pode se mover, mas isso significa que a força líquida, na estrutura inercial do sistema, F 0 que não é a mesma velocidade v0 em todos. Tente fazer alguns problemas de conservação de impulso para ajudá-lo a abordar a idéia e reconhecer gráficos a, v, x de aceleração, velocidade e deslocamento em relação ao tempo, respectivamente. O que significa matematicamente é que a massa pela derivada da velocidade é zero - ou seja, a mudança no momento do sistema é zero, o que é diferente porque a mudança de impulso é dada por: Imagine que você ainda está por um momento e Você se encontra no caminho de um carro dirigindo para você em linha reta a uma velocidade constante de 20ms que, por algum motivo, prefere ficar parado (um teste de hipóteses bastante extremo). Uma colisão acontece entre você e o carro e você pode esperar mudar sua velocidade (de descanso) muito rápido e na direção oposta ao impacto. Você fará isso em uma proporção proporcional à sua velocidade inicial e massa, além da velocidade e massa do carro, igual à velocidade final de você e do carro (e uma vez que você obtenha isso. A próxima etapa está se familiarizando com os diferentes problemas de massa - Ciência do foguete de yay) m1 u1 m2 u2m1 v1 m2 v2 Momentum é conservado: embora você possa estar pior do que o carro, isso é assim porque o carro tem uma massa maior, ou seja, você vai voar em uma direção, porque você está sujeito à força Do carro e o carro está abatido por causa de você, mas a velocidade e a massa líquida de ambos combinados são as mesmas após a colisão, como era de antemão. A primeira lei afirma que um corpo se moverá a velocidade e direção constante, a menos que uma força externa Faz com que o corpo mude a velocidade e a direção. Uma força externa não é (por definição) na moldura inercial de um corpo que se move a velocidade constante (dentro de sua própria estrutura inercial à medida que vai). Aliás, essa idéia de quadros de referência foi primeiramente concebida pelo Galileo. Quando ele veio com essa noção de invariância. Conclusão Estes são modelos simples, mas, em geral, (penso) é mais fácil apreciar e entender a mecânica quando você se acostuma a pensar na força como sendo uma mudança de impulso ao invés de apenas pensar nela como ma: Força é mudança de impulso e Que a mudança infinitesimal na velocidade de uma partícula de massa, m é aceleração) Velocidade média O movimento de objetos é descrito no ramo da física que é cinemática que se enquadra na mecânica. Isto é estudado com termos como quantidades escalares e vetoriais, deslocamento e distância, velocidade, aceleração e velocidade que são usados ​​de forma masculina para o movimento de objetos. As quantidades vetoriais são explicadas pela sua magnitude com a direção enquanto escalar são usados ​​apenas o seu valor numérico sem a explicação de direção. A velocidade da quantidade escalar mostra a solidez de qualquer objeto que a rapidez com que o objeto pode ser movido. O valor da velocidade é zero quando não há movimento mostrado pelo objeto. Esta é basicamente uma distância que é coberta pelo objeto em movimento. Quando um objeto é movido, ele sofre muitas mudanças na velocidade. Assim, a agulha do velocímetro constantemente se move para cima ou para baixo para mostrar a velocidade correta em um momento específico. Mas a média de todas as velocidades mostra todo o movimento do objeto em um determinado período de tempo. Vamos discutir a velocidade média e a fórmula de resolução de problemas. Definição de velocidade média A velocidade média, como é evidente a partir do nome em si, é a média da velocidade de um objeto em movimento para a distância geral que cobriu. A velocidade média está relacionada à distância percorrida pelo objeto e é uma quantidade escalar, o que significa que é representado apenas pela magnitude e a direção da viagem não é importante. A fórmula para a velocidade média é calculada ao encontrar a proporção da distância total coberta pelo objeto ao tempo necessário para cobrir essa distância. Não é a média da velocidade. A equação para a velocidade média é dada por: A velocidade média e a velocidade média também são relacionadas como a velocidade e a velocidade. A velocidade média é a razão do deslocamento total do objeto em um determinado momento. Embora a velocidade média esteja relacionada ao deslocamento do objeto, a velocidade média está relacionada à distância total percorrida pelo objeto. A equação (2) representa a fórmula de velocidade média de um objeto movendo-se com uma velocidade variável. A velocidade média às vezes é incompreendida para velocidade instantânea. Ambos são diferentes um do outro, na velocidade média, o tempo total é grande, enquanto no caso de limitação de velocidade instantânea da velocidade em que o tempo aproxima-se de zero. Problemas de velocidade média Os exemplos a seguir nos ajudarão a entender como calcular a velocidade média. Exemplos resolvidos Pergunta 1: Um corredor corre em uma reunião de trilha. Ele completa uma volta de 800 metros em 80 segundos. Após o final, ele está no ponto de partida. Calcule a velocidade média do corredor durante esta volta Solução: Para encontrar a velocidade média do corredor, devemos encontrar a distância total coberta por ele e o tempo total necessário para completar essa distância. Neste caso, a distância percorrida é igual a 800 metros e ele completou em 80 segundos. Então, aplicando a fórmula para a velocidade média, temos S AVG frac. S AVG 10 ms, portanto, a velocidade média do corredor na pista é de 10 ms. Pergunta 2: Um homem está viajando em seu carro da cidade A para a cidade B e de volta. Na viagem da cidade A para a cidade B, ele viaja com uma velocidade constante de 40 km / h, e ele viaja com os 45 km / h enquanto ele volta. A viagem total levou 3 horas para ser concluída. Encontre a velocidade média do carro para a viagem inteira. Como você pode ver que temos a velocidade na direção, pode-se calcular diretamente a velocidade média pela média das duas velocidades, mas é a abordagem errada. Deixe-nos assumir que a distância entre duas cidades é D. O tempo necessário é igual a 3 horas para completar a viagem de ida e volta. Suponha também que o tempo escolhido de A a b é t horas, de modo que o tempo extra de B para A é de 3 t horas. Agora, a abordagem correta para encontrar a velocidade média é a seguinte, primeiro busque a distância na direção. D AB 40 vezes t D BA 45 vezes (3 - t) Uma vez que a distância D e D são iguais (da cidade A a B e da cidade B a A), podemos dizer que DD 40 vezes t 45 vezes (3 - t) 40t 135 - 45t 85t 135 t frac t 1.59 horas Assim, o tempo da cidade A para B é de 1,59 horas eo tempo da cidade A para B é de 1,41 horas. Agora vamos encontrar a distância entre a cidade A a B é DS vezes t D 40 vezes 1,59 63,53 kms Então, a velocidade média da viagem de ida e volta é S fractura D) T) Desde DD, vamos tomar D. Então, A distância total é 2D 127,05 km, colocando esses valores na equação acima para encontrar velocidade média S frac S 42,35 kmph. Pergunta 3: Vikram dirigiu seu carro por 3 horas à taxa de 60 milhas por hora e por 4 horas a 50 milhas por hora. Encontre sua velocidade média para a viagem Solução: Para calcular a velocidade média, precisamos encontrar a distância total percorrida pelo Vikram. D 1 60 vezes 3 180 milhas D 2 50 vezes 4 200 milhas Portanto, a distância total percorrida é D D 1 D 2 D 180 200 D 380 milhas Então, a velocidade média é S AVG frac S AVG frac S AVG 54,29 milhas por hora. Assim, a velocidade média da viagem vikrams de carro é de 54,29 milhas por hora. Pergunta 4: O Sr. B e o Sr. A viajam suas bicicletas da casa para a escola, que fica a 14,4 quilômetros de distância de sua casa. Leva ao Sr. A 40 minutos para chegar à escola. O Sr. B chega 20 minutos depois do Sr. A. Encontre quanto mais rápido o Sr. A está se movendo em relação ao Sr. B Solução: A distância a ser coberta por ambos é igual a 14,4 kms. O Sr. A completa-o em 40 minutos e o Sr. B leva 20 minutos mais do que o Sr. A, então o Sr. B o completa em 60 minutos. Então, a diferença de velocidade do Sr. A e do Sr. B é: SA - SB 21.6 - 14.4 7.2 Então, o Sr. A é 7.2 km / h mais rápido do que o Sr. B. Pergunta 5: Um carro está viajando com a velocidade de 30 mph de Cidade A para B e de volta da cidade B para A com a velocidade de 40 mph. Encontre sua velocidade média Solução: Para encontrar a velocidade média do carro, precisamos primeiro identificar a distância total, que é igual a duas vezes a distância entre as cidades A e B. O tempo retirado de A a B é fratura Tempo retirado de B para A É fração Pode a velocidade média de um corpo em movimento ser zero. Explicação Um corpo que se move a uma velocidade uniforme pode ter uma velocidade uniforme, ou sua velocidade pode estar mudando. Como pode ser isso? Vamos olhar. A diferença entre a velocidade e a velocidade do hellip é que a velocidade é a velocidade com um vetor de direção associado a ele. Se um carro está indo, digamos, Cheyenne, Wyoming para a linha de estado de Nebraska a uma velocidade constante de 70 quilômetros por hora, sua velocidade é de 70 quilômetros por hora a leste. Simples e fácil. A velocidade uniforme é igual à velocidade uniforme. (Sim, I-80 não é perfeitamente direto lá. Não divida os cabelos.) Mas um carro movendo-se em torno de uma faixa circular a uma velocidade uniforme está mudando constantemente de direção. Sua velocidade é constante, mas sua velocidade está mudando a cada momento porque a direção que está indo está mudando. A velocidade é uniforme, mas a velocidade não é. Conforme solicitado, a velocidade uniforme é uma distância uniforme por unidade de tempo. E isso proporcionará uma distância uniforme por unidade de tempo em sua velocidade, mas o vetor de direção pode ser uniforme ou pode mudar cada momento, como ilustrado. (MAIS) 8 pessoas acharam esta útil Distância dividida pelo tempo necessário para cobrir a distância, é igual à velocidade média por unidade de tempo. Por exemplo: um objeto leva 0,5 segundos para cobrir 1 pé. 1 hellip dividido por 0,5 é igual a 2 (10,52) por isso está viajando a uma velocidade média de 2 pés por segundo. (MAIS) 13 pessoas acharam isso útil Uma vez que a velocidade é uma quantidade escalar, a única maneira pela qual a velocidade média pode ser zero é se a velocidade instantânea é sempre zero, tornando não um corpo em movimento, então não na velocidade média . A velocidade média, por outro lado, pode ser facilmente zero. O exemplo mais simples é que você esteja executando em um círculo. (MAIS) 2 pessoas acharam isso útil