La velocità relativa descrive la velocità di un oggetto rispetto a un altro oggetto che può essere in movimento o fermo.
Se devi interpretare la velocità relativa sul grafico, viene chiamato grafico della velocità relativa. Questo grafico aiuta a descrivere il tipo di movimento in cui si trova l'oggetto in quel momento. In questo post, interpreteremo brevemente vari tipi di grafici di velocità relativa.
Il grafico della velocità relativa può essere classificato come grafico della velocità relativa positivo, negativo e zero in base all'orientamento della direzione del movimento nel percorso.
Grafico della velocità relativa positiva
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Ad esempio, supponiamo che tu debba guidare un'auto su una strada a senso unico e un'altra persona stia guidando una bicicletta sulla stessa strada accanto a te nella stessa direzione; quindi, tu e il ciclista siete in movimento relativo. Le velocità sia della tua auto che della tua bici sono positivamente relative l'una all'altra. Se si misurano le velocità sia dell'auto che della bicicletta e poi le si interpreta sul grafico, il grafico risultante sarà un grafico della velocità relativa positiva.
Come in un grafico della velocità relativa positiva, entrambi gli oggetti sono nella stessa direzione e la velocità relativa complessiva tra i due oggetti diminuisce.
Grafico della velocità relativa negativa
Quando due oggetti sono in movimento l'uno rispetto all'altro ma nella direzione opposta, il grafico delle velocità di quelli per il movimento uguale e opposto di tale oggetto è chiamato grafico della velocità relativa negativa.
I velocità relativa negativa si osserva sulla strada a doppio senso, dove i veicoli si muovono in due direzioni una di fronte all'altra. Supponiamo di misurare le velocità considerando due veicoli che si muovono nella direzione opposta. In tal caso, la velocità di un veicolo sarà nella direzione opposta, come muoversi verso l'asse negativo.
Le velocità relative complessive nel grafico della velocità relativa negativa aumentano man mano che si muovono in direzioni opposte.
Grafico della velocità relativa diverso da zero
Due oggetti spostandosi l'uno rispetto all'altro cambiando la loro velocità a velocità costante, il grafico di tale variazione della velocità relativa è chiamato grafico della velocità relativa diverso da zero.
Il grafico della velocità relativa diverso da zero può essere ottenuto quando due oggetti si trovano in una posizione diversa in momenti diversi. La velocità di entrambi gli oggetti cambia frequentemente l'uno rispetto all'altro. In un altro senso, possiamo dire che se l'angolo di entrambe le velocità degli oggetti è diverso, allora la velocità relativa tra due oggetti è diversa da zero.
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Grafico del tempo di posizione quando la velocità relativa è zero
Quando la velocità relativa è zero, e se la tracciamo sul grafico posizione-tempo, otteniamo due rette parallele con lo stesso angolo di inclinazione. Ciò significa che due oggetti si muovono insieme con la stessa velocità allo stesso tempo.
Quando la velocità relativa è zero, non dipende dalla direzione del movimento dell'oggetto. Dipende esclusivamente dalla velocità e dall'intervallo di tempo. L'oggetto deve percorrere la stessa distanza alla stessa velocità nello stesso intervallo di tempo dato.
Di seguito è riportato il grafico posizione-tempo quando la velocità relativa è zero.
Nel grafico, due oggetti, A e B, sono in movimento rappresentati utilizzando due rette parallele. L'inclinazione delle linee è la stessa e la loro velocità cambia a una velocità costante nello stesso intervallo di tempo.
Grafico del tempo di posizione quando la velocità relativa è negativa
Sul grafico posizione-tempo, la velocità relativa negativa è rappresentata da due linee nella direzione opposta. Uno si sta muovendo lungo l'asse positivo e l'altro si sta muovendo verso l'asse negativo che rappresenta la direzione opposta del movimento.
Il grafico riportato di seguito rappresenta il grafico posizione-tempo quando la velocità relativa è negativa.
Dal grafico, l'oggetto A si sta muovendo rispetto all'oggetto B. Entrambi gli oggetti viaggiano nella direzione opposta; quindi, la velocità relativa tra due oggetti è maggiore della grandezza delle velocità individuali.
Grafico del tempo di posizione quando la velocità relativa è diversa da zero
Sappiamo già che quando la velocità relativa è diversa da zero, le velocità di entrambi gli oggetti in movimento cambiano ugualmente in posizioni diverse in un dato intervallo di tempo. Sul grafico posizione-tempo, otteniamo due rette parallele in un intervallo di tempo disuguale e anche la loro inclinazione è disuguale.
Il grafico posizione-tempo quando velocità relativa è diverso da zero è riportato di seguito.
Il grafico mostra chiaramente che due oggetti si stanno muovendo l'uno rispetto all'altro. La velocità non è zero o costante, ma cambia a una velocità costante. L'oggetto B cambia la sua velocità più frequentemente dell'oggetto A., quindi otteniamo due rette parallele disuguali.
Come trovare la velocità relativa su un grafico?
Per trovare la velocità relativa sul grafico, dobbiamo solo tracciare il grafico posizione-tempo. Sul grafico xt, la pendenza fornisce la velocità. La differenza tra le pendenze delle due linee rappresentate sul grafico xt che rappresenta il moto relativo fornisce la velocità relativa.
Considera il grafico posizione-tempo di due oggetti in movimento. Lascia che l'oggetto A abbia la pendenza di m1 e l'oggetto B abbia la pendenza di m2. La velocità relativa viene calcolata come segue.
La pendenza dell'oggetto A è
La pendenza dell'oggetto B è
m1=PQQRm1=PQQR
m2=XYYZ
La velocità relativa di A rispetto a B è
vrel(AB)=m1-m2
E la velocità relativa di B rispetto ad A è
vrel(BA)=m2-m1
Risolti problemi sul grafico della velocità relativa
Problema 1) Di seguito è riportato il grafico posizione-tempo dei due corpi. Trova la velocità relativa del secondo corpo rispetto al primo.
Soluzione:
Dal grafico sopra, la posizione e il tempo dei due oggetti, la pendenza può essere calcolata come
m1=QRPQ
m1=12
m1=0.5 unità
m2=YZXY
m2=22
m2=1 unità.
La velocità relativa dell'oggetto
vrel (BA)=m2-m1
vrel(BA)=1-0.5
vrel(BA)=0.5 m / sec.
Problema 2) Trova la velocità relativa di dati oggetti rappresentati sul grafico posizione-tempo riportato di seguito.
Soluzione:
La pendenza del primo oggetto viene calcolata come
m1=QRPQm1=1.52
m1=0.75 unità.
La pendenza del secondo oggetto è data come
m2=YZXY
m2=1.92.1
m2=0.904 unità.
Poiché il moto dell'oggetto B è opposto al moto di A, quindi il valore della pendenza di B dovrebbe essere negativo rispetto ad A. Quindi la pendenza m2 può essere riscritta come
m2=-0.904 unità.
La velocità relativa è quindi calcolata come
vrel= m1-m2= 0.75-(-0.904)
vrel= 0.75 + 0.904
vrel=1.654 m/sec.
Problema 3) Trova la velocità relativa dal grafico posizione-tempo riportato di seguito.
Soluzione:
Dal grafico sopra, sembra che entrambi gli oggetti si muovano alla stessa velocità contemporaneamente. In tal caso, la velocità relativa sarà zero.
cioè, vA=vB
vrel= 0.
Problema 4) Calcolare la velocità relativa dal grafico.
Soluzione:
Dal grafico sopra la pendenza per il primo corpo è
m1=PQQR
m1=21.5
m1=1.33 unità.
m2=XYYZ
m2=0.51.6
m2=0.312 unità.
La velocità relativa dei due oggetti, A e B, è
vAB= 1.33-0.312
vAB = 1.018 unità.
Conclusione
In questo post abbiamo imparato a tracciare il grafico della velocità relativa di diversi tipi che dipende fortemente dalla direzione del movimento. E anche una breve spiegazione sul tracciamento del grafico posizione-tempo che definisce il comportamento di tutti i tipi di velocità relativa sul grafico.
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Sono Keerthi K Murthy, ho completato la specializzazione in Fisica, con la specializzazione nel campo della fisica dello stato solido. Ho sempre considerato la fisica come una materia fondamentale e collegata alla nostra vita quotidiana. Essendo uno studente di scienze mi piace esplorare nuove cose in fisica. Come scrittore il mio obiettivo è raggiungere i lettori in modo semplificato attraverso i miei articoli.
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