Kiirus vs keskmine kiirus
Kiirus on väga oluline omadus, mida käsitletakse füüsika mehaanika valdkonna all. Objekti kiirus kirjeldab objekti liikumise kiirust ja liikumissuunda. Keskmine kiirus kirjeldab liikumise üldist efektiivset kiirust. Mõlemad mõisted on üsna elementaarsed ja väga olulised peaaegu igas füüsikaharus. Selles artiklis arutame, mis on kiirus ja keskmine kiirus, kiiruse ja keskmise kiiruse määratlusi, nende sarnasusi ning lõpuks kiiruse ja keskmise kiiruse erinevust.
Kiirus
Kiirus on keha füüsiline suurus. Hetkekiiruse saab anda objekti hetkekiirusena selle liikumise suunaga. Newtoni mehaanikas on kiirus defineeritud 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 lõpp- ja algkiiruse (kolmes mõõtmes eraldi) vahe jagatud koguajaga. Objekti kiirus on otseselt seotud objekti kineetilise energiaga. Klassikalises mehaanikas on objekti kineetiline energia pool korda massist, mis on korrutatud kiiruse ruuduga (Ek=½ mv2). Relatiivsusteooria pakub välja arenenuma versiooni, mida siin ei käsitleta. Relatiivsusteooria viitab ka sellele, et objekti vaadeldav mass suureneb objekti kiiruse suurendamisel. Objekti kiirus sõltub ainult objekti aegruumi koordinaadi muutustest.
Keskmine kiirus
Keskmine kiirus on hetkekiiruste keskmine ajaperioodi jooksul. Kuna seda on raske saada, kasutatakse keskmise kiiruse arvutamiseks lihtsamat meetodit. Liikumise keskmine kiirus on objekti läbitud kogukaugus jagatud teekonnaks kulunud ajaga. Kui objekti teekond on sirgjoon, saab keskmise kiiruse vektori hõlps alt saada. Teine meetod keskmise kiiruse saamiseks on hetkekiiruse integreerimine teekonna aja suhtes. See annab objekti läbitud vahemaa. Jagades selle koguse teekonnale kulunud 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 üldisele liikumisele.
• Objektil võib olla kiiruse väärtus, kui nihe on null, kuid iga nulli nihkega objekti keskmine kiirus on samuti null.
• Kiiruse vektor asub objekti hetkesuunas. Keskmise kiiruse suund sõltub lähtepunktist ja objekti nihkest. Alati on keskmise kiiruse vektor paralleelne nihkevektoriga.
