Hraði

Orkuglampi verður til við árekstur á ofurhraða í tilraun sem líkir eftir því hvað gerist þegar geimrusl á sporbaug rekst á geimskip.

Hraði er vigurstærð, sem lýsir ferð og stefnu hreyfingarinnar. SI-mælieining er metri á sekúndu, táknað m/s. Hraði núll þýðir að hlutur sé kyrrstæður. Hraði bifreiða er mældur í kílómetrum á klukkustund (km/h), en 1 km/h = 0,278 m/s. Ljóshraði, sem er 299.792.458 m/s í tómarúmi, er mesti mögulegi hraðinn.

Athuga ber að stærð hraðavigursins kallast ferð (enska: speed), þó yfirleitt sé aðeins talað um hraða þegar átt er við ferð.

Skilgreining

Í daglegu tali er orðið hraði oft notað á óformlegan hátt, og getur þá átt við hugtökin ferð eða um meðalhraða.

Meðalhraða hlutar (v) sem hreyfist eftir beinni línu um vegalengd (d) á tímanum (t) er lýst með jöfnunni:

$V=\frac{D}{T}$

Formlega er hraði þó skilgreintur með aðstoð deildunar, þannig að hraði (v) hlutar sem hefur staðsetninguna x(t) á sérhverjum tíma (t) er fyrsta afleiðan af staðsetningunni x(t):

$v=\frac{\mathrm{d}x}{\mathrm{d}t}=\underset{\mathrm{\Delta }t\to 0}{\lim }\frac{\mathrm{\Delta }x}{\mathrm{\Delta }t}$.

Sé hraði hlutar á tilteknu tímabili þekktur, ásamt upphafsstaðsetningu hans, er hægt að finna staðsetningu hlutarins hvenær sem er á þessu tímabili með því að nota heildun.

Þar sem hröðun er fyrsta afleiða hraða er einnig er hægt að nota heildun til að finna hraða (v) hlutar hvenær sem er á tilteknu tímabili, að því gefnu að upphafshraði v₀ og hröðun hlutarins á tímabilinu sé þekkt, með jöfnunni:

$v_2=v_1+at$.

Meðalhraði

Meðalhraði er sá hraði sem hlutur hreyfist að jafnaði á yfir tiltekna vegalengd. Hægt er að finna hann með því að deila vegalengdinni sem hluturinn fór með þeim tíma sem tók að fara hana.

$\overline{v}=\frac{v}{t}$

Meðalhraði er táknaður með $\overline{v}$ (bókstafurinn v með lárétta línu yfir). Eins og þessi táknun ber með sér, þá er meðalhraðinn skilgreindur sem vigur.

Meðalhraði er reiknaður svona:

$\overline{v}=\frac{s_2-s_1}{t_2-t_1}=\frac{\mathrm{\Delta }s}{\mathrm{\Delta }t}$

$s_2-s_1$ er heildarvegalengdin sem farin er og $t_2-t_1$ heildarlengd tímabilsins.

Tengt efni

• Doppler hrif