อัตราเร็วฉเลี่ยและความเร็วเฉลี่ย(average speed and average velocity)
ใบความรู้ที่ 4
เรื่อง อัตราเร็วเฉลี่ยและความเร็วเฉลี่ย
………………………………………………………………………………………………….
- อัตราเร็วและความเร็ว (Speed and Velocity)
ในขณะที่วัตถุมีการเคลื่อนที่ ได้ระยะทางและการกระจัดในเวลาเดียวกัน และต้องใช้เวลาในการเคลื่อนที่ จึงทำให้เกิดปริมาณสัมพันธ์ขึ้น ปริมาณดังกล่าวคือ
1.อัตราเร็ว (Speed) คือ ระยะทางทีวัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลาจัดเป็นปริมาณ
สเกลาร์ หน่วยในระบบเอสไอ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที
2.ความเร็ว (Velocity) คือ ขนาดของการกระจัดที่วัตถุเคลื่อนที่ได้ในหนึ่งหน่วยเวลา จัดเป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น เมตร/วินาที
สมการแสดงความสัมพันธ์ของอัตราเร็ว ระยะทาง และเวลาเป็นดังนี้
ให้ v เป็นค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว (m/s)
S เป็นระยะทางหรือการกระจัด (m)
t เป็นเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ (s)
สมการคือ
อัตราเร็วและความเร็ว เป็นปริมาณที่แสดงให้ทราบ ลักษณะการเคลื่อนที่ของวัตถุถ้าในทุกๆหน่วยเวลาของการเคลื่อนที่ วัตถุเคลื่อนที่ด้วยขนาดของอัตราเร็ว หรือ ความเร็วเท่ากันตลอดการเคลื่อนที่ เรียกว่าวัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสม่ำเสมอหรืออัตราเร็วคงที่ ถ้าพิจารณาแล้วพบว่าในแต่ละหน่วยเวลาของการเคลื่อนที่วัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วหรือความเร็วที่แตกต่างกัน กล่าวว่า วัตถุเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร่ง หรือ ความเร่ง ในกรณีนี้การหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็ว หาได้สองลักษณะคือ
– อัตราเร็วขณะใดขณะหนึ่ง หรือความเร็วขณะใดขณะหนึ่ง เป็นการหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็วในช่วงเวลาสั้น ๆ ช่วงใดช่วงหนึ่งของการเคลื่อนที่
– อัตราเร็วเฉลี่ยหรือความเร็วเฉลี่ย เป็นการหาค่าอัตราเร็วหรือความเร็วหลังจากมีการเคลื่อนที่ โดยคำนวณหาจากการเฉลี่ยระยะทางทั้งหมดของการเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลาของการเคลื่อนที่ หรือการเฉลี่ยการกระจัดของการเคลื่อนที่ในหนึ่งหน่วยเวลา
วัตถุที่เคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสม่ำเสมอ ค่าอัตราเร็วขณะใดขณะหนึ่ง กับค่าอัตราเร็วเฉลี่ยมีค่าเท่ากัน