Швидкість, час і відстань: як пов’язані ці поняття і за якими формулами знаходити

Швидкість, час і відстань часто аналізують автомобілісти або спортсмени. Ці поняття застосовують у складних задачах у фізиці, математиці, механіці. Їхній взаємозв’язок відображено у формулах.

Швидкість, час, відстань – це поняття, що пов’язані з рухом і характеризують його. Задачі на рух входять до числа найскладніших для школярів і студентів. У взаємозв’язку швидкості, часу і відстані допомагають розібратися розділи фізики і математики. Популярні визначення цих термінів дано на освітньому онлайн-ресурсі Libre Texts Physics.

Що таке відстань

Довжина шляху від однієї точки в просторі до іншої або від одного пункту до іншого називається відстанню. Інакше кажучи, це проміжок між чим-небудь або відстань між двома об’єктами в просторі.

Загальноприйняте позначення відстані латинською прописною літерою s, але можуть бути й інші позначення, про що повідомляється в умовах. Одиниці відстані – це міри довжини, які виражаються сантиметрами, метрами, кілометрами, милями. Їх вимірюють за допомогою лінійки, вимірювальної стрічки, рулетки, крокоміра. Великі відстані вимірюють особливими приладами, а на карті – за допомогою масштабу.

Що таке швидкість

Швидкістю вважається шлях (відстань), який якийсь об’єкт долає за одиницю часу. Це швидкість, з якою об’єкт переміщується в просторі. Позначається швидкість латинською літерою v. Вимірюється ця величина в м/сек, у км/год. Для вимірювання швидкості застосовуються спеціальні прилади – спідометри або радари.

У задачах на рух фігурують такі види швидкості:

• Швидкість зближення. Це відстань, на яку зблизилися два об’єкти за одиницю часу, при цьому їхні швидкості складаються.
• Швидкість віддалення. Показує, на яку відстань віддалилися об’єкти один від одного, але обчислюється теж шляхом додавання їхніх швидкостей.
• Середня швидкість. Її дізнаються, якщо на різних ділянках шляху вона була різною.

Є складні завдання, у яких рух відбувається з відставанням або навздогін. У таких випадках із більшої швидкості віднімається менша.

Що таке час

Під часом у точних науках мають на увазі тривалість якоїсь дії або події. Іншими словами, скільки часу потрібно, щоб відбулася якась дія.

Час у задачах заведено позначати латинською літерою t (іноді використовують велику Т). Одиниці вимірювання часу – секунди, хвилини, години, дні, місяці, роки. Але в задачах на рух фігурують одиниці від секунд до годин. Вимірюється час за допомогою механічного, електронного, пісочного, атомного годинника.

Взаємозв’язок відстані, швидкості та часу

Розглянуті поняття характеризують рух, вони тісно пов’язані одне з одним. Важко уявити одне з них окремо від інших. У розумінні швидкості нерозривні витрачений на рух час і відстань, яку було подолано. Якщо відомі швидкість і час руху, то легко визначити відстань. Якщо відомі відстань і швидкість руху, то можна визначити час, за який буде пройдено цю відстань.

Як відстань залежить від часу та швидкості руху

Якщо протягом якогось часу об’єкт рухався з відомою швидкістю, легко визначити, яку він подолав відстань за цей час. Припустимо, автомобіль їхав з одного міста в інше 4 години, його середня швидкість при цьому була 100 км/год. Тобто щогодини він проїжджав 100 км, а їхав 4 години. Стає очевидним, що за 4 години він проїде в 4 рази більшу відстань, ніж за годину.

Як знайти відстань? Відстань дорівнюватиме швидкості, помноженій на час: s=v×t. За цією формулою розраховують відстань за відомими швидкістю і часом руху: s=100 км/год×4 години=400 км. Такою виявляється відстань від одного міста до іншого у взятому прикладі.

Як обчислити час, якщо відома швидкість і відстань

Якщо відома швидкість руху і відстань, яку було подолано, можна дізнатися, скільки для цього знадобилося часу. Приміром, турист вирушив до табору, який розташований на відстані 20 км від міста. Він ішов зі швидкістю 5 км/год. Потрібно розрахувати, скільки часу він витратив на дорогу.

Вважаємо, що кожну годину він долав 5 км і пройшов усього 20 км. За якою формулою знайти час? Час руху дорівнюватиме відстані, поділеній на швидкість: t=s÷v. Тож якщо швидкість туриста 5 км/год, а загалом він пройшов до табору 20 км, тоді t=20 км÷5 км/год=4 години. Стільки часу туристові знадобиться на дорогу до табору.

Як обчислити швидкість, якщо дано відстань і час

Як розрахувати швидкість, знаючи час і відстань? Щоб дізнатися швидкість руху, треба пройдену відстань поділити на час, протягом якого вона була подолана. Формула буде такою: v=s÷t.

Припустимо, поїзд від однієї станції до іншої, відстань між якими 210 км, їхав 3 години. Потрібно дізнатися, з якою швидкістю він рухався. Швидкість – це рух за одиницю часу, у цьому прикладі – за годину. Якщо поїзд їхав 3 години, то його швидкість буде такою: v=210 км÷3 години=70 км/год.

2. Швидкість

Наприклад, спортивна машина один кілометр може проїхати швидше, ніж навантажена вантажна машина. Одна і та ж машина може їхати як швидше, так і повільніше.

Швидкістю руху називається величина, яка чисельно дорівнює відстані, яку проходить тіло за одиницю часу.

Швидкість рівномірного руху – це фізична величина, що дорівнює відношенню шляху, який подолало тіло, до інтервалу часу, протягом якого цей шлях був подоланий.

Чим більша швидкість, тим більший шлях проходить тіло за одиницю часу. Якщо шлях вимірюється в метрах (м) і час руху в секундах (с), тоді швидкість тіла вимірюється в м/с .

Метр в секунду (м/с) — одиниця швидкості в Міжнародній системі одиниць (СІ).
Швидкість можна виражати і в інших одиницях, наприклад, у (км/с) або в (км/год) чи в (м/год).
Різні приклади швидкості: