Relatieve snelheid beschrijft de snelheid van een object ten opzichte van een ander object dat in beweging of in rust kan zijn.
Als je de relatieve snelheid in de grafiek moet interpreteren, wordt dit een relatieve snelheidsgrafiek genoemd. Deze grafiek helpt om het type beweging te beschrijven waarin het object zich op dat moment bevindt. In dit bericht zullen we kort verschillende soorten relatieve snelheidsgrafieken interpreteren.
De relatieve snelheidsgrafiek kan worden geclassificeerd als een positieve, negatieve en nul relatieve snelheidsgrafiek op basis van de oriëntatie van de richting van de beweging in het pad.
Positieve relatieve snelheidsgrafiek
Afbeelding credits: Wikimedia commons
Stel bijvoorbeeld dat u met een auto op een eenrichtingsweg moet rijden en dat een andere persoon op dezelfde weg naast u in dezelfde richting fietst; dan zijn jij en de fietser in relatieve beweging. De snelheden van zowel uw auto als uw fiets zijn positief ten opzichte van elkaar. Als je de snelheden van zowel de auto als de fiets meet en ze vervolgens in de grafiek interpreteert, zal de resulterende grafiek een positieve relatieve snelheidsgrafiek zijn.
Net als in een positieve relatieve snelheidsgrafiek, bevinden beide objecten zich in dezelfde richting en neemt de algehele relatieve snelheid tussen de twee objecten af.
Negatieve relatieve snelheidsgrafiek
Wanneer twee objecten in beweging zijn ten opzichte van elkaar maar in de tegenovergestelde richting, wordt de grafiek van de snelheden van die ten opzichte van de gelijke en tegengestelde beweging van een dergelijk object een negatieve relatieve snelheidsgrafiek genoemd.
De negatieve relatieve snelheid wordt waargenomen op de tweerichtingsweg, waar voertuigen in twee richtingen tegenover elkaar rijden. Stel dat we de snelheden meten door te kijken naar twee voertuigen die in tegengestelde richting rijden. In dat geval zal de snelheid van één voertuig in de tegenovergestelde richting zijn, zoals naar de negatieve as.
De totale relatieve snelheden in de negatieve relatieve snelheidsgrafiek nemen toe naarmate ze in tegengestelde richtingen bewegen.
Niet nul relatieve snelheidsgrafiek
Twee objecten ten opzichte van elkaar bewegen met het veranderen van hun snelheid bij een constante snelheid wordt de grafiek van een dergelijke verandering in relatieve snelheid een relatieve snelheidsgrafiek genoemd die niet nul is.
De relatieve snelheidsgrafiek die niet nul is, kan worden verkregen wanneer twee objecten zich op verschillende tijdstippen in een verschillende positie bevinden. De snelheid van beide objecten verandert vaak ten opzichte van elkaar. In een andere zin kunnen we zeggen dat als de hoek van beide snelheden van de objecten verschillend is, de relatieve snelheid tussen twee objecten niet nul is.
Afbeelding credits: Wikimedia algemeens
Positietijdgrafiek wanneer relatieve snelheid nul is
Als de relatieve snelheid nul is, en als we die uitzetten in de positie-tijdgrafiek, krijgen we twee rechte evenwijdige lijnen met dezelfde hellingshoek. Dit betekent dat twee objecten tegelijkertijd met dezelfde snelheid samen bewegen.
Wanneer de relatieve snelheid nul is, hangt deze niet af van de richting van de beweging van het object. Het hangt puur af van de snelheid en het tijdsinterval. Het object moet in hetzelfde tijdsinterval dezelfde afstand met dezelfde snelheid afleggen.
De positie-tijdgrafiek wanneer de relatieve snelheid nul is, wordt hieronder gegeven.
In de grafiek worden twee objecten, A en B, in beweging weergegeven met twee rechte parallelle lijnen. De helling van de lijnen is hetzelfde en hun snelheid verandert met een constante snelheid in hetzelfde tijdsinterval.
Positietijdgrafiek wanneer relatieve snelheid negatief is
Op de positie-tijdgrafiek wordt de negatieve relatieve snelheid weergegeven door twee lijnen in de tegenovergestelde richting. De ene beweegt langs de positieve as en de andere beweegt naar de negatieve as die de tegenovergestelde richting van de beweging vertegenwoordigt.
De onderstaande grafiek geeft de positie-tijdgrafiek weer wanneer de relatieve snelheid negatief is.
Uit de grafiek blijkt dat object A beweegt ten opzichte van object B. Beide objecten reizen in de tegenovergestelde richting; daarom is de relatieve snelheid tussen twee objecten groter dan de grootte van de individuele snelheden.
Positietijdgrafiek wanneer relatieve snelheid niet nul is
We weten al dat wanneer de relatieve snelheid niet nul is, de snelheden van beide bewegende objecten gelijkelijk veranderen op verschillende posities met een bepaald tijdsinterval. Op de positie-tijdgrafiek krijgen we twee evenwijdige rechte lijnen met een ongelijk tijdsinterval, en hun helling is ook ongelijk.
De positie-tijdgrafiek wanneer relatieve snelheid niet nul is, wordt hieronder gegeven.
De grafiek laat duidelijk zien dat twee objecten ten opzichte van elkaar bewegen. De snelheid is niet nul of constant, maar verandert met een constante snelheid. Object B verandert vaker van snelheid dan object A., dus we krijgen twee ongelijke evenwijdige lijnen.
Hoe de relatieve snelheid in een grafiek te vinden?
Om de relatieve snelheid in de grafiek te vinden, hoeven we alleen de positie-tijdgrafiek te plotten. Op de xt-grafiek geeft de helling de snelheid weer. Het verschil tussen de hellingen van de twee lijnen afgebeeld op de xt-grafiek die de relatieve beweging voorstelt, geeft de relatieve snelheid.
Beschouw de positie-tijdgrafiek van twee bewegende objecten. Stel dat object A de helling van m1 heeft en object B de helling van m2. De relatieve snelheid wordt als volgt berekend.
De helling van het object A is
De helling van het object B is
m1=PQQRm1=PQQR
m2=XYYZ
De relatieve snelheid van A ten opzichte van B is
vrel(AB)=m1-m2
En de relatieve snelheid van B ten opzichte van A is
vrel(BA)=m2-m1
Opgeloste problemen op relatieve snelheidsgrafiek
Opgave 1) De positie-tijdgrafiek van de twee lichamen wordt hieronder gegeven. Vind de relatieve snelheid van het tweede lichaam ten opzichte van het eerste lichaam.
Oplossing:
Uit de bovenstaande grafiek, de positie en tijd van de twee objecten, kan de helling worden berekend als:
m1=QRPQ
m1=12
m1=0.5 eenheden
m2=YZXY
m2=22
m2=1 eenheid.
De relatieve snelheid van het object
vrel(BA)=m2-m1
vrel(BA)=1-0.5
vrel(BA)=0.5 m / s.
Opgave 2) Vind de relatieve snelheid van bepaalde objecten weergegeven in de onderstaande positie-tijdgrafiek.
Oplossing:
De helling van het eerste object wordt berekend als
m1=QRPQm1=1.52
m1= 0.75 eenheden.
De helling van het tweede object wordt gegeven als
m2=YZXY
m2=1.92.1
m2= 0.904 eenheden.
Aangezien de beweging van object B tegengesteld is aan de beweging van A, moet de waarde van de helling van B negatief zijn ten opzichte van A. Zo kan helling m2 worden herschreven als
m2=-0.904 eenheden.
De relatieve snelheid wordt dus berekend als
vrel= m1-m2= 0.75-(-0.904)
vrel= 0.75 + 0.904
vrel=1.654 m/sec.
Opgave 3) Zoek de relatieve snelheid uit de onderstaande positie-tijdgrafiek.
Oplossing:
Uit de bovenstaande grafiek lijkt het alsof beide objecten tegelijkertijd met dezelfde snelheid bewegen. In dat geval is de relatieve snelheid nul.
dat wil zeggen, vA=vB
vrel= 0.
Opgave 4) Bereken de relatieve snelheid uit de grafiek.
Oplossing:
Uit de bovenstaande grafiek is de helling voor het eerste lichaam
m1=PQQR
m1=21.5
m1= 1.33 eenheden.
m2=XYYZ
m2=0.51.6
m2= 0.312 eenheden.
De relatieve snelheid van de twee objecten, A en B, is
vAB=-1.33 0.312
vAB = 1.018 eenheden.
Conclusie
In dit bericht hebben we geleerd om de relatieve snelheidsgrafiek van verschillende typen te plotten, die sterk afhankelijk is van de richting van de beweging. En ook een korte uitleg over het plotten van een positie-tijdgrafiek die het gedrag van alle soorten relatieve snelheid in de grafiek definieert.
Lees ook:
- Hoe snelheid te meten in luskwantumkosmologie
- Hoe snelheid te bepalen met behulp van lichtklokken
- Voorbeelden van gemiddelde snelheid
- Hoe de snelheid van vloeistof in poreus medium te meten
- Positietijdgrafiek naar snelheidstijdgrafiek
- Hoe snelheid te vinden in m-theorie
- Positie versus snelheid versus versnelling
- Relatieve snelheid tussen twee objecten
- Hoe de groepssnelheid in de golfmechanica te berekenen
- Hoe de centripetale snelheid in cirkelvormige beweging te vinden
Ik ben Keerthi K Murthy, ik heb een postdoctorale opleiding natuurkunde afgerond, met de specialisatie op het gebied van vaste-stoffysica. Ik heb natuurkunde altijd beschouwd als een fundamenteel onderwerp dat verbonden is met ons dagelijks leven. Als natuurkundestudent vind ik het leuk om nieuwe dingen in de natuurkunde te ontdekken. Als schrijver is het mijn doel om de lezers op een vereenvoudigde manier te bereiken via mijn artikelen.