Ātrums pret vidējo ātrumu
Ātrums ir ļoti svarīga īpašība, kas tiek apspriesta fizikas mehānikas jomā. Objekta ātrums raksturo objekta kustības ātrumu un tā kustības virzienu. Vidējais ātrums raksturo kopējo faktisko kustības ātrumu. Abi šie jēdzieni ir diezgan elementāri un ļoti svarīgi gandrīz katrā fizikas nozarē. Šajā rakstā mēs apspriedīsim, kas ir ātrums un vidējais ātrums, ātruma un vidējā ātruma definīcijas, to līdzības un visbeidzot atšķirību starp ātrumu un vidējo ātrumu.
Ātrums
Ātrums ir ķermeņa fiziskais lielums. Momentāno ātrumu var norādīt kā objekta momentāno ātrumu ar virzienu, kādā objekts tajā brīdī pārvietojas. Ņūtona mehānikā ātrumu definē kā pārvietošanās izmaiņu ātrumu. Gan ātrums, gan pārvietojums ir vektori. Viņiem ir kvantitatīvā vērtība un virziens. Ātruma kvantitatīvo vērtību vien sauc par ātruma moduli. Tas ir vienāds ar objekta ātrumu. Objekta vidējais ātrums ir starpība starp galīgo un sākotnējo ātrumu (atsevišķi trīs dimensijās), dalīta ar kopējo laiku. Objekta ātrums ir tieši saistīts ar objekta kinētisko enerģiju. Klasiskajā mehānikā objekta kinētiskā enerģija ir puse reizes lielāka par masu, kas reizināta ar ātrumu kvadrātā (Ek=½ mv2). Relativitātes teorija piedāvā progresīvāku versiju, kas šeit netiek apspriesta. Relativitātes teorija arī liecina, ka objekta novērotā masa palielinās, palielinot objekta ātrumu. Objekta ātrums ir atkarīgs tikai no objekta telpas laika koordinātu izmaiņām.
Vidējais ātrums
Vidējais ātrums ir momentāno ātrumu vidējais rādītājs laika periodā. Tā kā to ir grūti iegūt, vidējā ātruma aprēķināšanai tiek izmantota vienkāršāka metode. Kustības vidējais ātrums ir kopējais objekta nobrauktais attālums, dalīts ar brauciena laiku. Ja objekta ceļš ir taisna līnija, var viegli iegūt vidējā ātruma vektoru. Vēl viena metode vidējā ātruma iegūšanai ir momentāno ātruma integrēšana attiecībā pret brauciena laiku. Tas parāda objekta nobraukto attālumu. Dalot šo daudzumu ar brauciena laiku, var aprēķināt vidējo ātrumu.
Kāda ir atšķirība starp ātrumu un vidējo ātrumu?
• Objekta ātrums ir momentāna īpašība noteiktai kustībai, turpretim vidējais ātrums vienmēr atbilst kopējai kustībai starp diviem punktiem.
• Objektam var būt ātruma vērtība, ja nobīde ir nulle, tomēr jebkura objekta vidējais ātrums ar nulles nobīdi arī ir nulle.
• Ātruma vektors atrodas objekta momentānā virzienā. Vidējā ātruma virziens ir atkarīgs no sākuma punkta un objekta nobīdes. Vienmēr vidējā ātruma vektors ir paralēls nobīdes vektoram.
