如何计算速度(calculate speed)

速度是衡量某物在某个特定时间的速度。如果你曾经在汽车行驶时观察过它的速度表,你就会看到正在测量的速度——指针走得越远,汽车的速度就越高。根据不同的信息类型,有几种计算速度的方法。一般来说,速度=距离/时间(或s=d/t)通常是计算速度的最简单方法。...

方法1方法1/3:使用标准速度方程

  1. 1查找对象移动的距离。大多数人用来计算事物发展速度的基本方程式非常容易使用。你需要知道的第一件事是物体移动了多远。换句话说,它的起点和终点有多远?通过一个例子,这个等式会更容易理解。比如说,我们正在开车前往100英里外(约161公里)的主题公园。在接下来的几个步骤中,我们将使用这些信息来解方程。
  2. Image titled Calculate Speed Step 1
  3. 2查找物体移动该距离所需的时间。你需要的下一条信息是物体移动所需的时间。换句话说,从起点到终点需要多长时间?在我们的例子中,假设我们花了几乎整整两个小时才完成旅程。
  4. Image titled Calculate Speed Step 2
  5. 3按时间划分距离,找出速度。你只需要这两条信息就可以找到你的旅行速度。随着时间的推移,距离将为您提供对象的速度。在我们的例子中,100英里/小时=50英里/小时(约80公里/小时)。
  6. Image titled Calculate Speed Step 3
  7. 不要忘记你的单位。用适当的单位(如英里/小时等)标注答案是至关重要的。如果没有单元,其他人可能很难理解你的答案。如果你在计算功课,你也可能会丢分。你的速度单位是你的时间单位中的距离单位。在我们的示例中,因为我们以英里为单位测量距离,以小时为单位测量时间,所以我们的单位是英里/小时(或“英里/小时”)。
  8. Image titled Calculate Speed Step 4

解决中间问题的方法2:3

  1. 1分离不同的变量,以计算距离和时间。一旦你了解了速度方程式的基本知识,你就可以用它来找到不仅仅是速度的东西。例如,如果你一开始就知道速度和其他变量之一,你可以重新排列方程式,找到丢失的信息。例如,假设我们知道一列火车以每小时20公里的速度行驶了四个小时,但我们需要知道它走了多远。在这种情况下,我们可以重新排列方程,并按如下方式求解:速度=距离/时间速度×时间=(距离/时间)×时间速度×时间=距离20公里/小时×4小时=距离=80公里
  2. Image titled Calculate Speed Step 5
  3. 2根据需要转换你的单位。有时,你可以用一组单位来计算速度,但需要用另一组单位来计算。在这种情况下,您需要使用转换因子将答案转换为正确的单位。要做到这一点,只需将单位之间的关系写成分数和乘法即可。当你乘法时,根据需要翻转分数,去掉你不想要的单位。这比听起来容易多了!例如,假设在上面的示例问题中,我们需要以英里而不是公里为单位的答案。一英里中大约有1.6公里,所以我们可以这样转换:80公里×1英里/1.6公里=50英里注意,因为公里出现在分数的底部,它与原始答案中的公里相消,以英里为单位。这个网站包含大多数普通单位的换算。
  4. Image titled Calculate Speed Step 6
  5. 3根据需要,将“距离”变量替换为距离公式。物体并不总是以优美、方便的直线运动。如果没有,您可能无法简单地将距离的数值插入标准速度方程。相反,您可能需要将s=d/t中的d替换为模拟对象移动距离的公式。例如,假设一架飞机以20英里宽的圆圈飞行五次。飞机在半小时内完成了这次旅行。在这个例子中,我们仍然需要准确地找到飞机已经飞行了多远,然后才能找到它的速度。我们可以用一个圆(它的周长)周围距离的方程来代替方程中的d。这个方程是周长=2πr,其中r=圆的半径。我们可以这样求解:s=(2×π×r)/ts=(2×π×10)/0.5s=62.83/0.5=125.66英里/小时
  6. Image titled Calculate Speed Step 7
  7. 4了解s=d/t给出的是平均速度。我们用来计算速度的简单、方便的公式有一个明显的缺陷。它提供的值在技术上是平均速度。这意味着它假设你正在测量的物体在整个行程中以相同的速度移动。正如我们将在下面看到的,在一个给定的时刻找到一个物体的速度可能会更加困难。为了说明这种差异,想象一下你上次开车旅行的情景。在整个旅程中,你不太可能以同样的速度旅行。相反,你一开始速度很慢,然后逐渐达到你的巡航速度,在红绿灯、交通堵塞等情况下减速。如果你用标准的速度方程式来计算你的旅行速度,这些速度的变化不会被反映出来。相反,你会得到一个答案,它位于你以各种不同速度行驶的中间。
  8. Image titled Calculate Speed Step 8

方法3方法3/3:计算瞬时速度

注意:本节使用的技术对于那些没有学习微积分的人来说可能是陌生的。有关帮助,请参阅我们的微积分文章。

  1. 1理解速度是指速度的大小。更高级别的速度计算可能会令人困惑,因为数学家和科学家对“速度”和“速度”使用不同的定义。速度有两个分量:大小和方向。大小等于物体的速度。方向的改变会引起速度的变化,但不会引起速度的变化。例如,假设有两辆车朝相反的方向行驶。两辆车的速度表读数均为50公里/小时,因此它们的速度相同。但是,他们每辆车相距50公里,而我们说每辆车相距50公里。就像你可以计算瞬时速度一样,你也可以计算瞬时速度。
  2. Image titled Calculate Speed Step 9
  3. 2使用负速度的绝对值。物体的速度可以是负值(如果它们相对于其他物体以负方向移动)。然而,不存在负速度,因此在这些情况下,幅值的绝对值给出了对象的速度。因此,在上述示例问题中,两辆车的速度均为50公里/小时。
  4. Image titled Calculate Speed Step 10
  5. 3求位置函数的导数。如果你有一个函数s(t)可以给出物体相对于时间的位置,s(t)的导数可以给出物体相对于时间的速度。只需在变量t(或任何时间值)的方程中插入一个时间值,就可以得到给定时间的速度。从这里,找到速度很容易。例如,假设一个对象的位置(以米为单位)由方程3t2+t-4给出,其中t=时间(以秒为单位)。我们想知道物体在t=4秒时的速度。在这种情况下,我们可以这样求解:3t2+t-4s’(t)=2×3t+1s’(t)=6t+1现在,我们插入t=4:s’(t)=6(4)+1=24+1=25米/秒。从技术上来说,这是一个速度测量,但由于它是正的,而且问题中没有提到方向,我们基本上可以用它来测量速度。
  6. Image titled Calculate Speed Step 11
  7. 4求加速度函数的积分。加速度是测量物体速度随时间变化的一种方法。这个主题有点太复杂,本文无法完全解释。然而,值得注意的是,当你有一个函数a(t)给出了关于时间的加速度时,a(t)的积分将给出关于时间的速度。请注意,了解对象的初始速度有助于定义由不定积分产生的常数。例如,假设一个物体有一个恒定的加速度(单位:m/s2,由a(t)=-30给出)。假设它的初速为10m/s,我们需要求出它在t=12s时的速度。在这种情况下,我们可以这样求解:a(t)=-30v(t)=∫ a(t)dt=∫ -30dt=-30t+CTo要找到C,我们将求解t=0的v(t)。记住物体的初始速度是10米/秒。v(0)=10=-30(0)+C10=C,所以v(t)=-30t+10现在,我们可以插入t=12秒。v(12)=-30(12)+10=-360+10=-350。由于速度是速度的绝对值,物体的速度是350米/秒。
  8. Image titled Calculate Speed Step 12
  • 熟能生巧!试着在上面的示例问题中用不同的数字来代替你自己的问题。
  • 如果你正在寻找一种快速的方法来进行高级速度计算的微积分,请使用这里的在线导数计算器和在线积分计算器。
  • 发表于 2022-05-18 10:05
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  • 分类:教育

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