Viteză

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită la 18 februarie 2022; verificările necesită 25 de modificări .

Viteză
${\vec v}={\frac {{\mathrm {d}}{\vec r}}({\mathrm {d}}t}}$
Dimensiune	LT− 1
Unități
SI	Domnișoară
GHS	cm/s
Note
vector

Viteza (denumirea standard:, din engleză viteza , originar din latină vēlōcitās ) este o mărime fizică vectorială care caracterizează viteza de mișcare și direcția de mișcare a unui punct material în raport cu cadrul de referință selectat . Prin definiție, este egală cu derivata vectorului rază a unui punct în raport cu timpul [1] . În SI se măsoară în metri pe secundă. ${\vec {v}}$

În limba rusă, același cuvânt este folosit și pentru a se referi la o mărime scalară - fie modulul vectorului viteză, fie viteza algebrică a unui punct, adică proiecția vectorului pe tangente la traiectoria punctului . 2] . În alte limbi , există nume separate pentru viteza scalară ( viteza de mișcare ), de exemplu, engleză. viteza , lat. celeritas . ${\vec {v}}$

Termenul de „viteză” este folosit în știință și în sens larg, însemnând prin el viteza de schimbare a oricărei mărimi (nu neapărat vectorul rază) în funcție de alta (mai des înseamnă schimbări în timp , dar și în spațiu sau orice alte). Deci, de exemplu, se vorbește despre viteza unghiulară , viteza de schimbare a temperaturii , viteza de reacție chimică , viteza de grup, viteza de conectare etc. Matematic, „rata de schimbare” este caracterizată de derivata cantității luate în considerare.

Conceptul de „viteză” în mecanica clasică

Cazul unui punct material

Vectorul viteză (viteza instantanee) al unui punct material în fiecare moment de timp este definit ca derivată în timp a vectorului rază a poziției curente a acestui punct, astfel încât [3] : ${{\vec r}}$

{\vec v}={{\mathrm {d}}{{\vec r}} \over {\mathrm {d}}t}\equiv v_{{\tau }}{{\vec \tau }},

unde este vectorul unitar al tangentei care trece prin punctul curent al traiectoriei (este îndreptat în direcția coordonatei arcului de creștere a punctului în mișcare) și este proiecția vectorului viteză pe direcția vectorului unitar menționat, egală cu derivata în timp a coordonatei arcului și numită viteza algebrică a punctului. În conformitate cu formulele de mai sus, vectorul viteză al unui punct este întotdeauna îndreptat de-a lungul tangentei, iar viteza algebrică a unui punct poate diferi de modulul acestui vector doar printr-un semn [4] . în care: ${{\vec \tau }}\equiv {\mathrm {d}}({\vec r}}/{\mathrm {d}}s$ $s$ $v_{{\tau }}\equiv {\dot {s}}$ $v$

daca coordonata arcului creste, atunci vectorii si sunt codirectionali, iar viteza algebrica este pozitiva; ${\vec {v}}$ ${{\vec\tau}}$
dacă coordonata arcului scade, atunci vectorii și sunt opuși, iar viteza algebrică este negativă. ${\vec {v}}$ ${{\vec\tau}}$

Calea parcursă de punctul din intervalul de timp de la până la , se găsește ca ${\tilde {s}}$ $t_0$ $t$

{\tilde {s}}=\int _{t_{0}}^{t}|{\dot {s}}|\,\mathrm {d} t\;

Când viteza algebrică a punctului este nenegativă tot timpul, traseul coincide cu creșterea coordonatei arcului în timp de la până la (dacă, în acest caz, originea coordonatei arcului coincide cu poziția inițială a coordonatei în mișcare). punct, atunci pur și simplu va coincide cu ). $t_0$ $t$ ${\tilde {s}}$ $s$

Dacă viteza algebrică a unui punct nu se modifică în timp (sau, ceea ce este la fel, modulul vitezei este constant), atunci mișcarea punctului se numește [5] uniformă ( accelerația tangențială algebrică este identic cu zero). ${\ddot {s))$

Să presupunem că . Apoi, cu mișcare uniformă, viteza punctului (algebric) va fi egală cu raportul dintre distanța parcursă și intervalul de timp pentru care a fost parcurs această cale: ${{\ddot {s}}}\geqslant {0}$ ${\tilde {s}}$ $t-t_{0}$

{{\punct {s}}}^{{\,{\mathrm {cp}}}}={{\tilde {s}} \over t-t_{0}}\;.

În cazul general, relații similare

{{\vec v}}^{{\,\,{\mathrm {cp}}}}={{{\vec r}}-{{\vec r}}_{0} \over t-t_{ 0}}\equiv {\Delta {{\vec r}} \over \Delta {t}}

și

{{\punct {s}}}^{{\,{\mathrm {cp}}}}={s-s_{0} \over t-t_{0}}\equiv {\Delta {s} \over \Delta{t}}

determinați respectiv viteza medie a punctului [6] și viteza medie algebrică a acestuia ; dacă se folosește termenul „ viteză medie ”, atunci cantitățile și sunt vorbite (pentru a evita confuzia) ca viteze instantanee . ${\vec {v}}$ ${\punct {s}}$

Diferența dintre cele două concepte de viteză medie introduse mai sus este următoarea. În primul rând, este un vector și este un scalar. În al doilea rând, este posibil ca aceste valori să nu se potrivească modulo. Deci, lăsați punctul să se miște de-a lungul unei linii elicoidale și în timpul mișcării sale să treacă o tură; atunci modulul vitezei medii a acestui punct va fi egal cu raportul dintre pasul helixului (adică distanța dintre spirele sale) și timpul de mișcare, iar modulul vitezei medii algebrice va fi raportul de lungimea bobinei până la momentul deplasării. ${{\vec v))^{{\,\,{\mathrm {cp))))$ ${{\punct {s}}}^{{\,{\mathrm {cp}}}}$

Cazul unui corp de dimensiuni finite

Pentru un corp de dimensiuni extinse, conceptul de „viteză” (a corpului ca atare, și nu a unuia dintre punctele sale) nu poate fi definit; excepţia este cazul mişcării de translaţie instantanee. Ei spun că un corp absolut rigid face o mișcare de translație instantanee dacă la un moment dat vitezele tuturor punctelor sale constitutive sunt egale [7] ; apoi, desigur, putem seta viteza corpului egală cu viteza oricăruia dintre punctele sale. Deci, de exemplu, vitezele tuturor punctelor din cabină ale roții Ferris sunt egale (dacă, desigur, neglijăm vibrațiile cabinei).

În cazul general, vitezele punctelor care formează un corp rigid nu sunt egale între ele. Deci, de exemplu, pentru o roată care rulează fără alunecare, modulele de viteză ale punctelor de pe jantă în raport cu drumul iau valori de la zero (la punctul de contact cu drumul) până la de două ori viteza centrului roții (la un punct diametral opus punctului de contact). Distribuția vitezelor punctelor unui corp absolut rigid este descrisă de formula cinematică a lui Euler .

Viteza inițială

Viteza inițială ( ) este viteza unui punct material în momentul luat ca zero pe scara de timp (adică la ) [8] . ${\vec {v}}_{0}$ $t = 0$

Interpretarea ca viteza cu care corpul începe să se miște nu este în întregime corectă, deoarece un corp în repaus nu poate, în principiu, să înceapă să se miște cu o viteză diferită de zero. Cu o astfel de formulare, se presupune implicit că o forță mare a acționat într-o perioadă scurtă de timp, accelerând corpul la o viteză până la momentul actual . ${\vec {v}}_{0}$ $t=[-\Delta t\ldots 0]$ ${\vec {v}}={\vec {v}}_{0}$ $t = 0$

Viteza de inregistrare in diferite sisteme de coordonate

În coordonate carteziene

Într -un sistem de coordonate carteziene dreptunghiulare [9] :

\mathbf {v} =v_{x}\mathbf {i} +v_{y}\mathbf {j} +v_{z}\mathbf {k} .

În același timp , așadar, ${\mathbf r}=x{\mathbf i}+y{\mathbf j}+z{\mathbf k}$

\mathbf {v} = {\frac {\mathrm {d} (x\mathbf {i} +y\mathbf {j} +z\mathbf {k} )}{\mathrm {d} t)} ={\frac {\mathrm {d} x}{\mathrm {d} t}}\mathbf {i} +{\frac {\mathrm {d} y}{\mathrm {d} t}}\mathbf { j} +{\frac {\mathrm {d} z}{\mathrm {d} t}}\mathbf {k} .

Astfel, componentele vectorului viteză sunt ratele de modificare a coordonatelor corespunzătoare punctului material [9] :

v_{x}={\frac {\mathrm {d} x}{\mathrm {d} t));v_{y}={\frac {\mathrm {d} y}{\mathrm {d } } t));v_{z}={\frac {\mathrm {d} z}{\mathrm {d} t)).

În coordonate cilindrice

În coordonate cilindrice [9] : $R,\varphi ,z$

v_{R}={\frac {\mathrm {d} R}{\mathrm {d} t));v_{\varphi }=R{\frac {\mathrm {d} \varphi }{\ mathrm {d} t));v_{z}={\frac {\mathrm {d} z}{\mathrm {d} t)).

$v_{\varphi }$ se numeste viteza transversala , - radiala . $v_{R}$

În coordonate sferice

În coordonate sferice [9] : $R,\varphi ,\theta$

v_{R}={\frac {\mathrm {d} R}{\mathrm {d} t});v_{\varphi}=R\sin \theta {\frac {\mathrm {d} \ varphi }{\mathrm {d} t));v_{\theta }=R{\frac {\mathrm {d} \theta }{\mathrm {d} t)).

Pentru a descrie mișcarea plană, se folosesc uneori coordonatele polare , care pot fi considerate ca un caz special de cilindric (c const) sau sferic (c ). $z=$ $\theta =\pi /2$

Viteze fizice și de coordonate

În mecanica analitică , coordonatele de mai sus și alte coordonate curbilinii joacă rolul de coordonate generalizate ; modificarea poziţiei corpului este descrisă de dependenţa lor de timp. Derivatele temporale ale coordonatelor corpului se numesc viteze de coordonate (pot avea o altă dimensiune decât m/s). Viteza fizică este derivata vectorului rază în raport cu timpul, iar componentele sale în fiecare caz sunt date de toată expresia dinaintea vectorului unitar corespunzător.

Câteva concepte legate de viteză

Un număr de mărimi în mecanica clasică sunt exprimate în termeni de viteză.

Impulsul sau impulsul este o măsură a mișcării mecanice a unui punct, care este definită ca produsul dintre masa punctului și viteza acestuia.

{\vec p}=m{\vec v}

Momentul este o mărime vectorială, direcția sa coincide cu direcția vitezei. Pentru un sistem închis, legea conservării impulsului este îndeplinită .

Energia cinetică a unui sistem mecanic depinde și de viteză . Pentru un corp absolut rigid, energia cinetică totală poate fi scrisă ca suma energiei cinetice a mișcării de translație și rotație [10] [11] :

T={\frac {mv^{2}}{2}}+{\frac {{\mathcal {I}}{\vec {\omega }}^{2}}{2}},

unde este masa corpului, este viteza centrului de masă al corpului, este momentul de inerție al corpului, este viteza unghiulară a corpului. $\m$ $\v$ ${\mathcal {I))$ ${\vec \omega }$

Modificarea vitezei în timp se caracterizează prin accelerare . Accelerația reflectă schimbarea vitezei atât în mărime ( accelerație tangențială ) cât și în direcție ( accelerație centripetă ) [12] :

{\vec a}={\frac {{\mathrm {d}}{\vec v}}{{\mathrm {d}}t}}={\vec a}_{\tau }+{\vec a }_{n}={\frac {{\mathrm {d}}|{\vec v}|}{{\mathrm {d}}t}}{\vec e}_{\tau }+{v^ {2} \over r}{\vec e}_{n},

unde este raza de curbură a traiectoriei punctului. $\r$

Transformări Galileene și Lorentz pentru viteză

În mecanica newtoniană clasică, vitezele sunt transformate atunci când se trece de la un cadru inerțial de referință la altul conform transformărilor galileene . Dacă viteza corpului în cadrul de referință a fost egală cu , iar viteza cadrului de referință în raport cu cadrul de referință este , atunci viteza corpului la trecerea la cadrul de referință va fi egală cu [9 ] $S$ ${\vec {v}}$ $S'$ $S$ $\vec u$ $S'$

{\vec {v}}'={\vec {v}}-{\vec {u}}.

Pentru viteze apropiate de viteza luminii, transformările lui Galileo devin nedrepte. Când treceți de la sistem la sistem , este necesar să folosiți transformările Lorentz pentru viteze [9] : $S$ $S'$

v_{x}'={\frac {v_{x}-u}{1-(v_{x}u)/c^{2}}},v_{y}'={\frac {v_{y} {\sqrt {1-{\frac {u^{2}}{c^{2}}}}}}{1-(v_{x}u)/c^{2}}},v_{z} '={\frac {v_{z}{\sqrt {1-{\frac {u^{2}}{c^{2}}}}}}{1-(v_{x}u)/c^ {2}}},

presupunând că viteza este direcționată de-a lungul axei sistemului . În limita vitezelor nerelativiste, transformările Lorentz sunt reduse la transformările galileene. $\vec u$ $X$ $S$

Viteza în mecanica relativistă

Viteza patrudimensională

Una dintre generalizările conceptului de viteză este o viteză cu patru dimensiuni (viteza în mecanica relativistă [9] ). În teoria relativității speciale, fiecare eveniment este asociat cu un punct din spațiul Minkowski, ale cărui trei coordonate sunt coordonatele carteziene ale spațiului euclidian tridimensional, iar al patrulea este coordonata timpului , unde este viteza luminii , este ora evenimentului. Componentele vectorului viteză cu patru dimensiuni sunt legate de proiecțiile vectorului viteză tridimensional după cum urmează [9] : $CT$ $c$ $t$

v_{0}={\frac {c}{{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}};v_{1}={\frac { v_{x}}{{\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}};v_{2}={\frac {v_{y}}{ {\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}};v_{3}={\frac {v_{z}}{{\sqrt {1- {\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}}.

Vectorul viteză în patru dimensiuni este un vector asemănător timpului, adică se află în interiorul conului de lumină [9] .

Există, de asemenea, conceptul de patru impuls , a cărui componentă de timp este egală cu (unde este energia). Pentru un impuls cu patru dimensiuni, egalitatea [13] este îndeplinită : $e/c$ $E$

p_{i}=m\,v_{i)

unde este viteza în patru dimensiuni. $v_{i}$

Conceptul de „viteză”

În mecanica relativistă, unghiul dintre tangenta la linia lumii a particulei și axa timpului din cadrul de referință de bază se numește viteză (notat ). Viteza este exprimată prin formula $\theta$

\theta =c\,{\mathrm {Arth}}\,{\frac {v}{c}}={\frac {c}{2}}\ln {\frac {1+{\dfrac {v} {c}}}{1-{\dfrac {v}{c}}}},

unde este tangenta de zonă sau arc tangente hiperbolice. Viteza tinde spre infinit atunci când viteza tinde spre viteza luminii. Spre deosebire de viteză, pentru care este necesară utilizarea transformărilor Lorentz, viteza este aditivă, adică ${\mathrm {Arth}}\,x$

\theta '=\theta +\theta _{0},

unde este viteza cadrului de referință față de cadrul de referință . $\theta _{0}$ $S'$ $S$

Unele viteze

Viteze cosmice

Mecanica cerească studiază comportamentul corpurilor din sistemul solar și al altor corpuri cerești . Mișcarea corpurilor spațiale artificiale este studiată în astrodinamică . În acest caz, sunt luate în considerare mai multe opțiuni pentru mișcarea corpurilor, pentru fiecare dintre acestea fiind necesar să se confere o anumită viteză . Pentru a lansa un satelit pe o orbită circulară, trebuie să i se dea prima viteză cosmică (de exemplu, un satelit artificial al Pământului); pentru a depăși atracția gravitațională va permite cea de-a doua viteză cosmică (de exemplu, un obiect lansat de pe Pământ, depășit orbita sa, dar situat în sistemul solar); a treia viteză cosmică este necesară pentru a părăsi sistemul stelar , după ce a depășit atracția stelei (de exemplu, un obiect lansat de pe Pământ, care a depășit orbita sa și dincolo de limitele sistemului solar); a patra viteză cosmică vă va permite să părăsiți galaxia .

În mecanica cerească, viteza orbitală este înțeleasă ca viteza de rotație a unui corp în jurul baricentrului sistemului.

Vitezele de propagare a undelor

Viteza sunetului

Viteza sunetului este viteza de propagare a undelor elastice într-un mediu, determinată de elasticitatea și densitatea mediului. Viteza sunetului nu este o valoare constantă și depinde de temperatură (în gaze), de direcția de propagare a undei (în monocristale). În condiții externe date, de obicei nu depinde de frecvența undei și de amplitudinea acesteia . În cazurile în care acest lucru nu este adevărat și viteza sunetului depinde de frecvență, se vorbește despre dispersia sunetului . Prima măsură măsurată de William Derham . De regulă, în gaze viteza sunetului este mai mică decât în lichide , iar în lichide viteza sunetului este mai mică decât în solide, prin urmare, atunci când un gaz este lichefiat, viteza sunetului crește.

Raportul dintre viteza curgerii într-un punct dat dintr-un curent de gaz și viteza locală a sunetului într-un mediu în mișcare se numește număr Mach , după omul de știință austriac Ernst Mach . Simplificat, viteza corespunzătoare lui Mach 1 la o presiune de 1 atm (în apropierea pământului la nivelul mării) va fi egală cu viteza sunetului în aer. Mișcarea vehiculelor cu o viteză comparabilă cu viteza sunetului este însoțită de o serie de fenomene numite barieră acustică . Vitezele de la Mach 1.2 la Mach 5 sunt numite supersonice , vitezele de peste Mach 5 sunt numite hipersonice .

Viteza luminii

Viteza luminii în vid este valoarea absolută a vitezei de propagare a undelor electromagnetice în vid. În mod tradițional, este notat cu litera latină „ c ” (pronunțată ca [tse]). Viteza luminii în vid este o constantă fundamentală , independentă de alegerea sistemului de referință inerțial (ISO) . Se referă la constantele fizice fundamentale care caracterizează nu doar corpurile sau câmpurile individuale, ci și proprietățile spațiu-timpului ca întreg. Conform conceptelor moderne, viteza luminii în vid este viteza limită a particulelor și propagarea interacțiunilor.

Cea mai precisă măsurătoare a vitezei luminii, 299.792.458 ± 1,2 m / s , a fost făcută în 1975 pe baza unui contor de referință . Acum, având în vedere definiția modernă a contorului, viteza luminii este considerată a fi exact 299792458 m/s [14] .

Viteza gravitației

Viteza gravitației este viteza de propagare a influențelor gravitaționale , perturbațiilor și undelor. Până acum, rămâne nedeterminat experimental, dar, conform teoriei generale a relativității , ar trebui să coincidă cu viteza luminii.

Unități de viteză

Viteza liniei:

Metru pe secundă , (m/s), unitate derivată SI
Kilometru pe oră , (km/h)
nod ( milă marine pe oră)
Numărul Mach , Mach 1 este egal cu viteza sunetului; Max n este de n ori mai rapid. Ca unitate dependentă de condiții specifice, ar trebui definită în continuare.
Viteza luminii în vid (notat c )

Viteza unghiulara :

Radiani pe secundă , adoptați în sistemele SI și CGS . Dimensiunea fizică 1/s.
Revoluții pe secundă (în inginerie)
grade pe secundă, grade pe secundă

Relații între unitățile de viteză

1 m/s = 3,6 km/h
1 nod = 1,852 km/h = 0,514 m/s
Max 1 ~ 330 m/s ~ 1200 km/h (Depinde de condițiile de aer)
c = 299 792 458 m/s

Contur istoric

Autolycus de Pitana în secolul al IV-lea î.Hr. e. a definit mișcarea uniformă după cum urmează: „Se spune că un punct se mișcă uniform dacă trece cu mărimi egale și egale în timpi egali . ” În ciuda faptului că calea și timpul au fost implicate în definiție, relația lor a fost considerată lipsită de sens [15] , întrucât doar cantitățile omogene puteau fi comparate, iar viteza de mișcare era un concept pur calitativ, dar nu cantitativ [16] . Aristotel , care a trăit în același timp , a împărțit mișcarea în „naturală”, când corpul încearcă să-și ia poziția naturală, și „violentă”, care are loc sub influența forței. În cazul mișcării „violente”, produsul dintre valoarea „motor” și timpul de mișcare este egal cu produsul dintre valoarea „mobilă” și distanța parcursă, care corespunde formulei , sau [15] . Aceleași opinii au avut și Avicenna în secolul al XI-lea, deși a oferit alte motive pentru mișcare [17] , precum și Gerard de Bruxelles la sfârșitul secolului al XII-lea - începutul secolului al XIII-lea. Gerard a scris un tratat „Despre mișcare” – primul tratat european de cinematică – în care a formulat ideea determinării vitezei medii a unui corp (în timpul rotației, o linie dreaptă paralelă cu axa de rotație se mișcă „în la fel cu oricare dintre punctele sale", iar raza - "la fel cu mijlocul său" ) [18] . $Ft=ms$ $F=mv$

În 1328, a văzut lumina zilei Tratatul lui Thomas Bradwardine despre proporții sau despre proporțiile vitezei în mișcare , în care a găsit o discrepanță în fizica lui Aristotel și legătura dintre viteză și forțele care acționează. Bradwardine a observat că, conform formulei verbale a lui Aristotel, dacă forța motrice este egală cu rezistența, atunci viteza este egală cu 1, în timp ce ar trebui să fie egală cu 0. El a prezentat și formula sa de modificare a vitezei, care, deși era nejustificată din punct de vedere fizic, este reprezentată prima dependență funcțională a vitezei de cauzele mișcării. Bradwardine a numit viteza „impuls” [19] . William Haytsbury a introdus conceptul de viteză instantanee în tratatul său Despre mișcarea locală. În 1330-1340, el și alți studenți ai lui Bradwardine au dovedit așa-numita „regula Merton”, care înseamnă egalitatea căii pentru o mișcare uniform accelerată și o mișcare uniformă la o viteză medie [20] .

Fiecare latitudine de mișcare, uniform dobândită sau pierdută, corespunde gradului său mediu, astfel încât exact la fel de mult va fi acoperit de această latitudine câștigată ca și de gradul mediu, dacă corpul s-ar mișca tot timpul cu acest grad mediu.

- „Regula Merton” în formularea lui Swainshead [20]

În secolul al XIV-lea, Jean Buridan a introdus conceptul de imbold [21] , datorită căruia a fost determinată amploarea schimbării vitezei - accelerație. Nikolai Orem , un student al lui Buridan, a sugerat că, datorită impulsului, accelerația rămâne constantă (și nu viteza, așa cum credea Buridan însuși), anticipând astfel cea de-a doua lege a lui Newton [22] . Oresme a folosit și o reprezentare grafică a mișcării. În Tratatul său despre configurația calităților și a mișcării (1350), el a propus să reprezinte cantitatea și calitatea mișcării (timp și viteză) prin segmente de drepte perpendiculare, cu alte cuvinte, a trasat un grafic al schimbării vitezei în funcție de timp [23] .

Potrivit lui Tartaglia , doar căderea verticală a corpului este o mișcare „naturală”, iar toate celelalte sunt „violente”, în timp ce în primul tip viteza crește constant, iar în al doilea este în scădere. Aceste două tipuri de mișcare nu pot avea loc în același timp. Tartaglia credea că mișcările „violente” sunt cauzate de o lovitură, al cărei rezultat este un „efect” determinat de viteză [24] . Lucrările lui Aristotel și Tartaglia au fost criticate de Benedetti , care, urmând lui Orem, a folosit conceptele de impuls și accelerație [25] .

În 1609, în Noua sa astronomie, Kepler a formulat legea ariei, conform căreia viteza sectorială a planetei (aria descrisă de planeta-segment - Soare, pe unitatea de timp) este constantă [26] . În „Principiile filosofiei” Descartes a formulat legea conservării impulsului , care în înțelegerea sa este produsul cantității de materie cu viteza [27] , în timp ce Descartes nu a ținut cont de faptul că cantitatea de mișcare are nu numai o magnitudine, ci și o direcție [28] . Mai târziu, conceptul de „cantitate de mișcare” a fost dezvoltat de Hooke , care l-a înțeles ca „gradul de viteză inerent unei anumite cantități de materie” [29] . Huygens , Wallis și Wren au adăugat direcție acestei definiții. Sub această formă, în a doua jumătate a secolului al XVII-lea, impulsul a devenit un concept important în dinamică, în special în lucrările lui Newton și Leibniz [30] . În același timp, Newton nu a definit conceptul de viteză în lucrările sale [31] . Aparent, prima încercare de a determina în mod explicit viteza a fost făcută de Wallis în tratatul său „Mecanica sau un tratat geometric despre mișcare” (1669-1671): „Viteza este o proprietate a mișcării, reflectată în comparația dintre lungime și timp. ; și anume determină ce lungime este parcursă în ce moment” [32] .

În secolul al XVII-lea s-au pus bazele analizei matematice , și anume calculul integral și diferențial . Spre deosebire de construcțiile geometrice ale lui Leibniz, teoria „fluxiunilor” a lui Newton se bazează pe nevoile mecanicii și se bazează pe conceptul de viteză. În teoria sa, Newton consideră variabila „fluent” și rata ei de schimbare – „fluxion” [33] .

Viteze în natură și tehnologie

	Metri pe secundă
viteza luminii	299 792 458
Viteza de mișcare a celor mai îndepărtate galaxii	$1{,}4\time 10^{8}$
Viteza electronilor în kinescopul TV	$1{,}0\times 10^{8}$
Viteza Soarelui pe orbita sa în jurul centrului galaxiei	$2{,}3\time 10^{5}$
Viteza Pământului pe orbita sa în jurul Soarelui	$3{,}0\times 10^{4)$
Viteza unui satelit artificial de pământ	$8{,}0\times 10^{3}$
Viteza lunii pe orbita ei în jurul pământului	$1{,}0\times 10^{3}$
Viteza maximă a unui avion de pasageri	$7{,}0\times 10^{2}$
Viteza medie a unei molecule de azot la o temperatură de 0 grade C	$5{,}0\times 10^{2}$
Viteza maximă a vehiculului	$3{,}4\times 10^{2}$ [35]
Viteza maximă a locomotivei pe calea ferată	$1{,}1\time 10^{2}$
Viteza maximă de zbor a unui șoim	$1{,}0\times 10^{2}$
Viteza ghepardului	$3{,}1\time 10^{1}$
Record de viteză umană pentru 100 m	$1{,}0\times 10^{1}$ ( ) $1{,}044\times 10^{1}$
Record de viteză umană pentru mers pe jos 50 km	$3{,}4$ ( ) $3{,}92$
Viteza medie a unei persoane sănătoase (ritm arbitrar)	$1{,}43$
viteza țestoasei	$5{,}0\times 10^{-2)$
Viteza melcului	$1{,}4\time 10^{-2)$

Vitezele de mișcare ale ființelor vii

Soimul peler (cel mai rapid animal): cea mai mare viteza inregistrata - 389 km/h [36] ;
Ghepard (cel mai rapid animal terestru): cea mai mare viteză înregistrată - 98 km/h [37] ;
Pește- spadă : 100 până la 130 km/h [37] ;
Marlinul negru : cea mai mare viteză înregistrată - 105 km/h [36] ;
Antilopa pronghorn : cea mai mare viteză înregistrată - 88,5 km/h [36] ;
Cal ( American Quarter Horse ): 88 km/h [36] ;
Om: cea mai mare viteză înregistrată este de 44,72 km/h ( Usain Bolt ) [37] .

Înregistrări de viteză a vehiculelor

Cel mai rapid obiect creat de om este Parker Solar Probe , 150 km/s (față de Soare) în 2021 [38] .

Recordul absolut de viteză în aer a fost stabilit în 1976 de către aeronava americană de recunoaștere Lockheed SR-71 Blackbird - 3529,56 km/h.

Cea mai mare viteză într-un vehicul controlat terestru a fost atinsă de o mașină cu reacție Thrust SSC în 1997 - 1228 km/h.

Recordul de viteză pe apă a fost stabilit în 1978 de nava australiană cu un motor cu turbină cu gaz cu reacție Spirit of Australia - 511,11 km/h [39]

Vezi și

Cinematică

Note

↑ Markeev, 1990 , p. cincisprezece.
↑ Starjinski, 1980 , p. 154.
↑ Markeev, 1990 , p. 15-17.
↑ Starjinski, 1980 , p. 154-155.
↑ Starjinski, 1980 , p. 163.
↑ Starjinski, 1980 , p. 152.
↑ Markeev, 1990 , p. 46-47.
↑ Vezi Este viteza inițială întotdeauna zero? în Manualul Studentului.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Viteza // Marea Enciclopedie Sovietică : [în 30 de volume] / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M . : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.
↑ Redactor-șef A. M. Prohorov. Energie cinetică // Dicţionar enciclopedic fizic. - Enciclopedia Sovietică . - M. , 1983. (Rusă) Enciclopedia fizică
↑ Redactor-șef A. M. Prohorov. Mișcare de rotație // Dicționar enciclopedic fizic. - Enciclopedia Sovietică . - M. , 1983. (Rusă) Enciclopedia fizică
↑ Redactor-șef A. M. Prohorov. Acceleration // Dicţionar enciclopedic fizic. . — 1983. (Rusă) Enciclopedia fizică
↑ Redactor-șef A. M. Prohorov. Impuls // Dicţionar enciclopedic fizic. - Enciclopedia Sovietică . - M. , 1983. (Rusă) Enciclopedia fizică
↑ Definiția metrului Arhivat la 26 iunie 2013 la Wayback Machine Resolution 1 a XVII-a Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri (1983 )
↑ 1 2 Yakovlev, 2001 , p. 21.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 34.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 29.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 31-32.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 32-34.
↑ 1 2 Yakovlev, 2001 , p. 35.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 35-36.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 37.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 37-38.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 43.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 45.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 51-52.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 59.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 68.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 77.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 91.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 96.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 72-73.
↑ Yakovlev, 2001 , p. 64-66.
↑ Kabardin O.F., Orlov V.A., Ponomareva A.V. Curs optional de fizica. clasa a 8-a. - M .: Educaţie , 1985. - Tiraj 143.500 exemplare. - p. 44
↑ FIA World Land Speed Records . Federation Internationale de l'Automobile (10 iunie 2012). Preluat la 3 decembrie 2020. Arhivat din original la 31 martie 2019.
↑ 1 2 3 4 12 cele mai rapide animale din lume . Preluat la 17 iunie 2022. Arhivat din original la 29 iulie 2021. (nedefinit)
↑ 1 2 3 12 cele mai rapide animale din lume . Preluat la 17 iunie 2022. Arhivat din original la 22 septembrie 2020. (nedefinit)
↑ Cel mai rapid obiect creat de om. Sonda Parker Solar Probe a dezvoltat o viteză de aproximativ 150 km/s . Preluat la 17 iunie 2022. Arhivat din original la 17 mai 2021. (nedefinit)
↑ În ciuda înregistrărilor: de ce oamenii nu vor să se miște foarte repede

Literatură

Markeev A.P. Mecanica teoretică. — M .: Nauka, 1990. — 416 p. — ISBN 5-02-014016-3 .
Starzhinsky V. M. Mecanica teoretică. - M. : Nauka, 1980. - 464 p.
Yakovlev V.I. Preistoria mecanicii analitice . - Izhevsk: Centrul de cercetare „Dinamica regulată și haotică”, 2001. - 328 p. — ISBN 5-93972-063-3 .

Dicționare și enciclopedii	mare danez Mare catalană Mare norvegian Britannica (online) Britannica (online) Britannica (online) Treccani Desktop
În cataloagele bibliografice	BNF : 119762787 GND : 4020574-5 J9U : 987007565830505171 LCCN : sh85126486 NKC : ph872791

mișcare mecanică
sistem de referință	cadru inerțial de referință Cadrul de referință non-inerțial Mișcare compusă Principiul relativității
Punct material	Mișcare uniformă Mișcare rectilinie Ecuația mișcării Ecuații de mișcare într-un cadru de referință non-inerțial Traiectorie (cale) in miscare Viteză Accelerație ( accelerare centripetă accelerație tangențială ) liniuță
Corpul fizic	mișcare de translație Mișcare plan-paralelă ( translație paralelă ) Mișcare sferică ( Mișcare rotativă Mișcare circulară Precesiune nutatie )
continuum	flux laminar curgere turbulentă
Concepte înrudite	Planul de viteză Tracțiunea trenului Șase grade de libertate