Die Relativgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit eines Objekts in Bezug auf ein anderes Objekt, das sich bewegen oder ruhen kann.
Wenn Sie die Relativgeschwindigkeit auf dem Diagramm interpretieren sollen, wird es als Relativgeschwindigkeitsdiagramm bezeichnet. Dieses Diagramm hilft dabei, die Art der Bewegung zu beschreiben, in der sich das Objekt zu diesem Zeitpunkt befindet. In diesem Beitrag werden wir kurz verschiedene Arten von Relativgeschwindigkeitsdiagrammen interpretieren.
Der Relativgeschwindigkeitsgraph kann als positiver, negativer und Null-Relativgeschwindigkeitsgraph klassifiziert werden, basierend auf der Ausrichtung der Richtung der Bewegung im Pfad.
Diagramm der positiven relativen Geschwindigkeit
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Angenommen, Sie sollen ein Auto auf einer Einbahnstraße fahren, und eine andere Person fährt mit dem Fahrrad auf derselben Straße neben Ihnen in dieselbe Richtung; dann sind Sie und der Fahrradfahrer in relativer Bewegung. Die Geschwindigkeiten sowohl Ihres Autos als auch Ihres Fahrrads sind positiv relativ zueinander. Wenn Sie die Geschwindigkeiten von Auto und Fahrrad messen und sie dann im Diagramm interpretieren, ist das resultierende Diagramm ein positives Relativgeschwindigkeitsdiagramm.
Wie in einem positiven Relativgeschwindigkeitsdiagramm befinden sich beide Objekte in derselben Richtung, und die Gesamtrelativgeschwindigkeit zwischen den beiden Objekten nimmt ab.
Diagramm der negativen relativen Geschwindigkeit
Wenn sich zwei Objekte relativ zueinander bewegen, jedoch in entgegengesetzter Richtung, wird das Diagramm der Geschwindigkeiten derjenigen zur gleichen und entgegengesetzten Bewegung eines solchen Objekts als negatives Relativgeschwindigkeitsdiagramm bezeichnet.
Das negative Relativgeschwindigkeit wird auf der Gegenfahrbahn beobachtet, wo sich Fahrzeuge in zwei einander entgegengesetzte Richtungen bewegen. Angenommen, wir messen die Geschwindigkeiten, indem wir zwei Fahrzeuge betrachten, die sich in die entgegengesetzte Richtung bewegen. In diesem Fall ist die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs in die entgegengesetzte Richtung, als würde es sich in Richtung der negativen Achse bewegen.
Die relativen Gesamtgeschwindigkeiten im negativen Relativgeschwindigkeitsdiagramm nehmen zu, wenn sie sich in entgegengesetzte Richtungen bewegen.
Relativgeschwindigkeitsdiagramm ungleich Null
Zwei Objekte sich unter Änderung ihrer Geschwindigkeit relativ zueinander bewegen Bei einer konstanten Rate wird die Darstellung einer solchen Änderung der Relativgeschwindigkeit als Relativgeschwindigkeitsgraph ungleich Null bezeichnet.
Der Graph der relativen Geschwindigkeit ungleich Null kann erhalten werden, wenn sich zwei Objekte zu unterschiedlichen Zeiten an unterschiedlichen Positionen befinden. Häufig ändert sich die Geschwindigkeit beider Objekte relativ zueinander. In einem anderen Sinne können wir sagen, dass, wenn der Winkel beider Geschwindigkeiten der Objekte unterschiedlich ist, die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei Objekten nicht Null ist.
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Positionszeitdiagramm, wenn die Relativgeschwindigkeit Null ist
Wenn die relative Geschwindigkeit null ist und wir sie in das Positions-Zeit-Diagramm eintragen, erhalten wir zwei gerade parallele Linien mit demselben Neigungswinkel. Dies bedeutet, dass sich zwei Objekte gleichzeitig mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen.
Wenn die Relativgeschwindigkeit Null ist, hängt sie nicht von der Bewegungsrichtung des Objekts ab. Es hängt nur von der Geschwindigkeit und dem Zeitintervall ab. Das Objekt muss im gleichen Zeitintervall die gleiche Strecke mit der gleichen Geschwindigkeit zurücklegen.
Das Positions-Zeit-Diagramm, wenn die Relativgeschwindigkeit Null ist, ist unten angegeben.
In der Grafik sind zwei Objekte, A und B, in Bewegung, dargestellt unter Verwendung von zwei geraden parallelen Linien. Die Neigung der Linien ist dieselbe, und ihre Geschwindigkeit ändert sich mit konstanter Rate im gleichen Zeitintervall.
Positionszeitdiagramm bei negativer Relativgeschwindigkeit
Auf dem Positions-Zeit-Diagramm wird die negative Relativgeschwindigkeit durch zwei Linien in entgegengesetzter Richtung dargestellt. Einer bewegt sich entlang der positiven Achse und der andere bewegt sich in Richtung der negativen Achse, die die entgegengesetzte Bewegungsrichtung darstellt.
Das unten angegebene Diagramm stellt das Positions-Zeit-Diagramm dar, wenn die Relativgeschwindigkeit negativ ist.
Aus dem Graphen geht hervor, dass sich Objekt A relativ zu Objekt B bewegt. Beide Objekte bewegen sich in die entgegengesetzte Richtung; daher ist die relative Geschwindigkeit zwischen zwei Objekten größer als die Größe der einzelnen Geschwindigkeiten.
Positionszeitdiagramm, wenn die relative Geschwindigkeit nicht Null ist
Wir wissen bereits, dass sich die Geschwindigkeiten beider sich bewegender Objekte an verschiedenen Positionen in einem bestimmten Zeitintervall gleich ändern, wenn die Relativgeschwindigkeit nicht Null ist. Auf dem Orts-Zeit-Diagramm erhalten wir zwei parallele Geraden in ungleichem Zeitabstand, und auch ihre Neigung ist ungleich.
Das Positions-Zeit-Diagramm, wenn relative Geschwindigkeit nicht Null ist, ist unten angegeben.
Die Grafik zeigt deutlich, dass sich zwei Objekte relativ zueinander bewegen. Die Geschwindigkeit ist nicht Null oder konstant, aber sie ändert sich mit einer konstanten Rate. Objekt B ändert seine Geschwindigkeit häufiger als Objekt A, also erhalten wir zwei ungleiche parallele Linien.
Wie finde ich die relative Geschwindigkeit in einem Diagramm?
Um die relative Geschwindigkeit im Diagramm zu finden, müssen wir nur das Positions-Zeit-Diagramm zeichnen. Im xt-Diagramm gibt die Steigung die Geschwindigkeit an. Die Differenz zwischen den Steigungen der beiden Linien, die auf dem xt-Graphen dargestellt sind, der die Relativbewegung darstellt, ergibt die Relativgeschwindigkeit.
Betrachten Sie das Positions-Zeit-Diagramm von zwei sich bewegenden Objekten. Objekt A habe die Steigung m1 und Objekt B die Steigung m2. Die Relativgeschwindigkeit wird wie folgt berechnet.
Die Steigung des Objekts A ist
Die Steigung des Objekts B ist
m1=PQQRm1=PQQR
m2=XYYZ
Die relative Geschwindigkeit von A in Bezug auf B ist
vrel(AB)=m1-m2
Und die relative Geschwindigkeit von B in Bezug auf A ist
vrel(BA)=m2-m1
Probleme im Relativgeschwindigkeitsdiagramm behoben
Aufgabe 1) Das Orts-Zeit-Diagramm der beiden Körper ist unten angegeben. Finden Sie die relative Geschwindigkeit des zweiten Körpers in Bezug auf den ersten Körper.
Lösung:
Aus der obigen Grafik, der Position und der Zeit der beiden Objekte, kann die Steigung berechnet werden
m1=QRPQ
m1=12
m1= 0.5 Einheiten
m2=YZXY
m2=22
m2= 1 Einheit.
Die relative Geschwindigkeit des Objekts
vrel(BA)=m2-m1
vrel(BA)=1-0.5
vrel(BA)=0.5 m / s.
Aufgabe 2) Finden Sie die relative Geschwindigkeit von gegebenen Objekten, die in dem unten angegebenen Positions-Zeit-Diagramm dargestellt sind.
Lösung:
Die Neigung des ersten Objekts wird berechnet als
m1=QRPQm1=1.52
m1= 0.75 Einheiten.
Die Neigung des zweiten Objekts ist gegeben als
m2=YZXY
m2=1.92.1
m2= 0.904 Einheiten.
Da die Bewegung von Objekt B der Bewegung von A entgegengesetzt ist, sollte daher der Wert der Steigung von B in Bezug auf A negativ sein. Somit kann die Steigung m2 umgeschrieben werden als
m2= -0.904 Einheiten.
Die Relativgeschwindigkeit errechnet sich somit zu
vrel= m1-m2= 0.75-(-0.904)
vrel= 0.75 + 0.904
vrel= 1.654 m/s.
Aufgabe 3) Finden Sie die Relativgeschwindigkeit aus dem gegebenen Positions-Zeit-Diagramm unten.
Lösung:
Aus dem obigen Diagramm geht hervor, dass sich beide Objekte gleichzeitig mit derselben Geschwindigkeit bewegen. In diesem Fall ist die Relativgeschwindigkeit Null.
dh vA=vB
vrel= 0.
Aufgabe 4) Berechnen Sie die Relativgeschwindigkeit aus dem Diagramm.
Lösung:
Aus dem obigen Diagramm ist die Steigung für den ersten Körper
m1=PQQR
m1=21.5
m1= 1.33 Einheiten.
m2=XYYZ
m2=0.51.6
m2= 0.312 Einheiten.
Die relative Geschwindigkeit der beiden Objekte A und B ist
vAB= 1.33-0.312
vAB = 1.018 Einheiten.
Zusammenfassung
In diesem Beitrag haben wir gelernt, den relativen Geschwindigkeitsgraphen verschiedener Typen zu zeichnen, der stark von der Richtung der Bewegung abhängt. Und auch eine kurze Erklärung zum Zeichnen des Positions-Zeit-Diagramms, das das Verhalten aller Arten von relativen Geschwindigkeiten im Diagramm definiert.
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Ich bin Keerthi K Murthy und habe einen Abschluss in Physik mit Spezialisierung auf dem Gebiet der Festkörperphysik. Ich habe Physik immer als ein grundlegendes Fach betrachtet, das mit unserem täglichen Leben verbunden ist. Als Student der Naturwissenschaften genieße ich es, neue Dinge in der Physik zu erkunden. Als Autor ist es mein Ziel, die Leser mit meinen Artikeln auf vereinfachte Weise zu erreichen.