Kiirus vs keskmine kiirus
Kiirus on füüsikas mehaanika valdkonnas väga oluline omadus. Objekti kiirus kirjeldab objekti liikumise kiirust ja liikumissuunda. Keskmine kiirus kirjeldab liikumise üldist efektiivset kiirust. Mõlemad mõisted on üsna põhilised ja peaaegu igas füüsika harus väga olulised. Selles artiklis arutleme, mis on kiirus ja keskmine kiirus, kiiruse ja keskmise kiiruse määratlused, nende sarnasused ning lõpuks kiiruse ja keskmise kiiruse erinevus.
Kiirus
Kiirus on keha füüsiline suurus. Hetkekiiruse saab anda objekti hetkelise kiirusena koos suunaga, millega objekt sel hetkel liigub. Newtoni mehaanikas on kiirus määratletud kui nihke muutumise kiirus. Nii kiirus kui ka nihe on vektorid. Neil on kvantitatiivne väärtus ja suund. Ainuüksi kiiruse kvantitatiivset väärtust nimetatakse kiirusmooduliks. See on võrdne objekti kiirusega. Objekti keskmine kiirus on lõpliku ja algkiiruse vahe (eraldi kolmes mõõtmes) jagatuna koguajaga. Objekti kiirus on otseselt seotud objekti kineetilise energiaga. Klassikalises mehaanikas on objekti kineetiline energia poole suurem mass, mis on korrutatud kiiruse ruuduga (E k= ½ mv 2). Relatiivsusteooria soovitab täpsemat versiooni, mida siin ei käsitleta. Relatiivsusteooria viitab ka sellele, et eseme vaadeldav mass suureneb objekti kiiruse suurendamisel. Objekti kiirus sõltub ainult objekti aegruumi koordinaatide muutustest.
Keskmine kiirus
Keskmine kiirus on hetkekiiruste keskmine aja jooksul. Kuna seda on raske saada, kasutatakse keskmise kiiruse arvutamiseks lihtsamat meetodit. Liikumise keskmine kiirus on objekti läbitud kogu vahemaa jagatud teekonnale kuluva ajaga. Kui objekti tee on sirge, saab keskmise kiiruse vektori hõlpsasti saada. Teine meetod keskmise kiiruse saamiseks on hetkekiiruse integreerimine reisi aja suhtes. See annab objekti läbitud vahemaa. Jagades selle koguse teekonnale kuluva ajaga, saab arvutada keskmise kiiruse.
Mis vahe on kiirusel ja keskmisel kiirusel?
• Objekti kiirus on antud liikumise hetkeline omadus, samas kui keskmine kiirus vastab alati kahe punkti vahelisele üldliikumisele.
• Objektil võib olla kiiruse väärtus siis, kui nihkumine on null, kuid ka nulli nihutatava objekti keskmine kiirus on null.
• Kiiruse vektor asub objekti hetkelises suunas. Keskmise kiiruse suund sõltub objekti alguspunktist ja nihkest. Alati on keskmine kiirusvektor paralleelne nihkevektoriga.
