In diesem Artikel werden wir anhand einiger Beispiele erörtern, was Nullgeschwindigkeit ist, wie und wann sie in das Szenario einfließt.
Ein Objekt, das fest an einem Punkt oder auf einem starren Körper steht und sich nicht mit der Zeit verschiebt, dann ist die Geschwindigkeit eines Objekts Null.
Was ist Nullgeschwindigkeit?
Die Geschwindigkeit des Objekts ist definiert als eine Änderung seiner Position zusammen mit der Zeit.
Wenn es keine Verschiebung des Objekts gibt, wird die Geschwindigkeit des Objekts als Nullgeschwindigkeit bezeichnet.
Das folgende Diagramm zeigt die Beziehung zwischen Verschiebung vs. Zeit für Nullgeschwindigkeit.
Das obige Diagramm zeigt eine gerade Linie parallel zur x-Achse, was besagt, dass die Position des Objekts für alle Zeiten gleich ist; Die Position des Objekts ändert sich nicht. Dies impliziert, dass das Objekt in Ruhe ist, was bedeutet, dass die Geschwindigkeit des Objekts gleich Null ist.
Wann ist Geschwindigkeit Null?
Das Objekt hat die Geschwindigkeit Null, wenn es sich nicht mit der Zeit verschiebt.
Die Geschwindigkeit des Objekts ist Null, wenn es keine Verschiebung des Objekts gibt. Die Position des Objekts zwischen zwei verschiedenen Zeitintervallen bleibt gleich.
Die Geschwindigkeit ergibt sich aus der Beziehung v=(Δx/Δt)=(x2-x1)/(T2-t1)
Damit die Geschwindigkeit null ist = x2-x1; was bedeutet, dass die Position des Objekts gleich bleibt. Somit,
v=(x2-x1)/(T2-t1) = 0
Problem: Ein Block der Masse „m“ wurde in einer Entfernung von 300 m verschoben und erreicht Punkt A um 12.05 Uhr. Es wurde festgestellt, dass sich der Block um 12.20 Uhr an derselben Position befand, also 300 Meter von der ursprünglichen Position entfernt war. Finden Sie die Geschwindigkeit des Blocks.
Gegeben: x1=300,x2=300, t1=12.05, t2= 12.20
Daher ist die Geschwindigkeit des Blocks Null.
Beispiel Nullgeschwindigkeit
Objekte in Ruhe, haben Null Geschwindigkeit. Zum Beispiel, eine beschleunigende Kugel kommt zum Stehen, ein Auto klettert den Hügel hinauf und ein Fahrer parkt das Auto dort, eine Kokosnuss ist auf den Boden gefallen, ein Vogel sitzt auf den Ästen eines Baumes, ein Felsen steht am Rand des Berges, etc.
Die nicht beweglichen Objekte sind auch Beispiele für Nullgeschwindigkeit. Beispiele sind Bäume, Berge, Tische, Gebäude, Stühle, Gefrierschränke usw.
Was ist Nullgruppengeschwindigkeit?
Eine Gruppe, schlägt die Kombination von zwei oder mehr Geschwindigkeiten vor. Die Geschwindigkeit des Objekts wird als Form einer Welle betrachtet, wenn es sich fortbewegt, daher als Wellengeschwindigkeit bezeichnet.
Zwei oder mehr Wellen, die sich in einer Gruppe ausbreiten, werden zu einer einzigen Welle moduliert. Wenn die Gruppengeschwindigkeit Null ist, verringern sich die Wellen zu einer Phasengeschwindigkeit, die sich als einzelne Welle ausbreitet, auch wenn sie durch einen Knoten wandert oder verschwindet.
Stellen Sie sich eine Welle vor, die sich in x-Richtung ausbreitet, und dann ist die der Welle zugeordnete Wellenfunktion
Wobei A ein ist Amplitude einer Welle
ω ist eine Kreisfrequenz, die durch die Beziehung ω=2πt=2πf gegeben ist
k ist eine Wellenzahl, gegeben durch k=2πλ
λ ist eine Wellenlänge
f ist eine Frequenz
Wenn sich eine einzelne Welle von einem Medium ausbreitet, dann wird die Geschwindigkeit dieser Welle Phasengeschwindigkeit genannt und ist definiert als das Verhältnis der Kreisfrequenz der Welle und der Wellenzahl, gegeben durch die Gleichung
VPhase=ω/k
Dies ist gleich der Anzahl von Schwingungen, die an zwei verschiedenen Punkten in der Weglänge der Welle gesehen werden.
Wenn sich zwei oder mehr Wellen überlappen und zu einem einzigen Wellenmuster mit derselben Geschwindigkeit moduliert werden, wird die resultierende Geschwindigkeit bei einer Kombination aller Wellen, die eine Gruppe bilden, als Gruppengeschwindigkeit bezeichnet.
Daher ist es die Ableitung aller Phasengeschwindigkeiten einzelner Wellen, die durch die Beziehung gegeben sind
VGruppe=dω/dk
Wann ist die Gruppengeschwindigkeit Null?
Die Gruppengeschwindigkeit ist an den Knoten einer modulierten Frequenz und wenn sie sich mit einer anderen Welle überlappt, Null.
Interferieren zwei Wellen gleicher Frequenz aus entgegengesetzter Richtung, so wird die Gruppengeschwindigkeit Null.
Die einzelne Wellenlänge der gleichen Frequenz und Amplitude interferiert mit der Gruppenwelle und breitet sich in der Richtung aus, die der Gruppenwelle mit der gleichen Phasengeschwindigkeit entgegengesetzt ist, dann verschwindet die Gruppengeschwindigkeit der Wellen und verschmilzt dann zu einer einzigen Trägerwelle.
Lesen Sie mehr auf Gruppengeschwindigkeit.
Sofortige Nullgeschwindigkeit
Die Momentangeschwindigkeit wird als die Verschiebung des Objekts angegeben, die in einem sehr kleinen Zeitintervall entlang seiner Bahn aufgetreten ist.
Die momentane Zentrumsgeschwindigkeit ist Null für die Masse im Zentrum des Objekts, die sich mit dem Objekt bewegt, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt.
Die Momentangeschwindigkeit ergibt sich aus der Formel
- Wobei Δt ein kleines Zeitintervall ist
- Vi ist die Momentangeschwindigkeit
- x ist eine Verschiebung
- Es ist eine Zeit
Wenn ein Objekt, das in x-Richtung beschleunigt, plötzlich senkrecht nach unten in negative y-Richtung fällt, dann wird die Verschiebung des Objekts sein Null und damit die Momentangeschwindigkeit wird Null sein.
Wann ist die Momentangeschwindigkeit Null?
Die momentane Geschwindigkeit ist Null, wenn es eine schnelle Bewegung ohne Beschleunigung in einer kurzen Spanne gibt.
Wenn sich der Körper in Bewegung befindet, aber ein Teil davon starr mit einem bestimmten Punkt eines anderen Objekts verbunden ist, dann ist die Momentangeschwindigkeit dieses Objekts an diesem Punkt Null.
Einige Beispiele von Null Momentangeschwindigkeit sind ein sich drehendes Objekt, das mit zwei Enden des Seils in der Hand über das Seil springt, eine Frau, die einen Hula-Hoop macht, wobei der Hula-Hoop in Bewegung ist, während die Position einer Frau konstant ist, daher ist die Geschwindigkeit einer Frau gleich Null, ein Punkt, der durch den Reifen des an der Straße befestigten Fahrzeugs gebildet wird, die Momentangeschwindigkeit an diesem Punkt ist Null, Leiter mit Klemme, Kompass und Teiler, und es gibt verschiedene andere Beispiele.
Null horizontale Geschwindigkeit
Wenn das Wenn sich ein Objekt in einer Projektilbewegung befindet, stoßen wir sowohl auf eine horizontale als auch auf eine vertikale Geschwindigkeit des Objekts. Wenn sich das Objekt nicht parallel zum Boden bewegt, haben wir eine horizontale Geschwindigkeit von Null.
Die Projektilbewegung des Objekts ist in der folgenden Grafik dargestellt
Die y-Achse repräsentiert die vertikale Bewegung des Objekts und die x-Achse stellt die horizontale Verschiebung dar. Die vertikale Geschwindigkeit wird durch die Sin-Funktion angegeben, während die horizontale Geschwindigkeit durch die Cosinus-Funktion angegeben wird. Wenn das Objekt die höchste Position in seinem Flug erreicht, hat es an diesem Punkt alle seine umgewandelt kinetische Energie in Potential Energie und bewegt sich parallel zur Oberfläche und die vertikale Geschwindigkeit des Objekts ist null. Das Objekt befindet sich zu diesem Zeitpunkt längere Zeit in der Luft.
Wann ist die Horizontalgeschwindigkeit Null?
Wenn es nein gibt horizontale Verschiebung eines Objekts ist die Horizontalgeschwindigkeit gleich Null.
Damit eine horizontale Geschwindigkeit Null ist, darf sich das Objekt nicht in einer Projektilbewegung befinden, die eine zweidimensionale Bewegung ist, das Objekt muss in Richtung einer y-Achse gerichtet sein.
Lassen Sie uns die Null-Horizontalgeschwindigkeit mit einem 2-D-Diagramm demonstrieren.
Betrachten Sie einen Flug des Objekts der Masse 'm' in vertikaler Richtung von einem festen Punkt auf der horizontalen Oberfläche. Betrachten Sie die x-Achse als horizontale Fläche und die y-Achse senkrecht zur x-Achse.
Diese Position des Objekts in der horizontalen Achse bleibt vor und nach dem Flug des Objekts fest. Das Objekt bewegt sich aufgrund der kinetischen Energie vertikal nach oben, wandelt die gesamte kinetische Energie in potentielle Energie um und kehrt vertikal nach unten zum Boden zurück, ohne in einer Richtung parallel zur Oberfläche zu beschleunigen.
Da sich die Position des Objekts auch nach dem Flug nicht ändert; Die horizontale Geschwindigkeit des Objekts ist Null. Im Gegensatz dazu gibt es eine vertikale Verschiebung des Objekts, die mit der Zeit zunimmt und abnimmt. Daher wird das Objekt sowohl positiv als auch assoziiert negative Geschwindigkeit und Beschleunigung.
Nullgeschwindigkeit und positive Beschleunigung
Die Geschwindigkeit des Objekts ist Null, wenn es keine Verschiebung gibt, und wir haben eine positive Beschleunigung, wenn sich die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Objekts ändern.
Wenn sich also die Bewegungsrichtung des Objekts häufig ändert, ist die resultierende Geschwindigkeit Null und die Beschleunigung vorhanden.
Das abbremsende Objekt kommt zum Stillstand, wo seine Geschwindigkeit Null wird, und bewegt sich dann mit positive Beschleunigung Umkehrung der Richtung der vorherigen Bewegung. Von nun an können wir eine positive Beschleunigung mit einer Geschwindigkeit von Null des Objekts haben.
Bewegung mit gleichförmiger Nullgeschwindigkeit
Man sagt, dass das Objekt eine gleichförmige Geschwindigkeit von Null hat, wenn sich seine Bewegung in Bezug auf die Zeit nicht ändert und es keine Richtung hat.
Sie ähnelt der Relativgeschwindigkeit, bei der die Geschwindigkeit des Objekts für einen Beobachter, der sich mit der gleichen Geschwindigkeit und Richtung bewegt, konstant zu sein scheint.
Dies ist der Fall, wenn das Objekt an dem starren Körper befestigt ist und sich nicht mit der Zeit verschiebt und sich weiterhin im Ruhezustand befindet. Die Geschwindigkeit eines solchen Objekts ist Null.
Stellen Sie sich eine rechteckige Platte vor, die sich auf einer horizontalen glatten Oberfläche bewegt. Ein ringförmiges Gelenk ist an einer rechteckigen Platte befestigt, die sich zusammen mit der Platte bewegt.
Während sich die rechteckige Platte von einer Position zur anderen verschiebt, bleibt die Position des Gelenks auf der Platte fixiert. Daher ist die Geschwindigkeit des Gelenks gleich Null.
Null relative Geschwindigkeit
Wenn sich die beiden Objekte mit der gleichen Geschwindigkeit und in die gleiche Richtung bewegen, dann ist die relative Geschwindigkeit von jedem in Bezug aufeinander null. Dies wird als Relativgeschwindigkeit Null dargestellt.
Wenn sich zwei oder mehr Objekte in die gleiche Richtung bewegen, hebt sich ihre Geschwindigkeit auf, und wenn sich die Objekte in die entgegengesetzte Richtung zueinander bewegen, ist ihr Relativwert die Summe der Geschwindigkeiten beider Objekte.
Die Geschwindigkeiten zweier verschiedener Objekte seien VA und VB. Wenn sich diese Objekte in die gleiche Richtung bewegen, dann ihre relative Geschwindigkeit ist V= VA – VB; und wenn sich diese Objekte in die entgegengesetzte Richtung bewegen, wird ihre Relativgeschwindigkeit zu V= VA – (-VB)= VA + VB.
Das Folgende ist ein Positions-Zeit-Diagramm für zwei Objekte, die sich mit der Zeit in Geschwindigkeit und Richtung bewegen.
Da bewegen sich beide Objekte in die gleiche Richtung Relativgeschwindigkeit ist die Vektordifferenz der Geschwindigkeiten beider Objekte. Da sich beide Objekte mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen, ist die relative Geschwindigkeit des Objekts zueinander null sein.
Stellen Sie sich zwei Autos vor, Auto A und Auto B, die sich auf derselben Spur bewegen und mit derselben Geschwindigkeit fahren. Ein Fahrer von Auto A kann ein Auto B sehen, das sich zusammen mit seinem Auto bewegt, und die Geschwindigkeit von Auto B in Bezug auf Auto A ist null. Dasselbe gilt, wenn ein Fahrer von Auto B von seinem Bezugspunkt aus schaut. Daher ist die Relativgeschwindigkeit beider Autos zueinander Null.
Problem: Stellen Sie sich zwei Freunde vor, die mit einer Geschwindigkeit von 1.5 m/s im Park spazieren gehen. Ein Mann, der mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s im Park im Kreis läuft, überquert die Mädchen an einer bestimmten Stelle. Was ist der relative Geschwindigkeit eines Mädchens zueinander und die eines Mannes?
Gegeben: Geschwindigkeit der beiden Mädchen VG= 1.5 m / s
Die Geschwindigkeit eines Menschen VM= 2 m / s
Die Bewegungsrichtung beider Mädchen in die gleiche Richtung und Geschwindigkeit ist gleich.
V = V.G-VG=1.5m/s – 1.5m/s=0
Daher ist die relative Geschwindigkeit der Mädchen zueinander gleich Null.
Ein Mann bewegt sich ebenfalls in die gleiche Richtung, aber mit ungleicher Geschwindigkeit. Daher ist die relative Geschwindigkeit eines Mannes mit der von Mädchen
V = V.G-VM=1.5m/s – 2m/s= -0.5m/s.
Daher die relative Geschwindigkeit von Mädchen in Bezug auf einen Mann beträgt -0.5 m/s, was negativ ist. Im Gegensatz dazu beträgt die Relativgeschwindigkeit eines Mannes gegenüber einem Mädchen 0.5 m/s.
Lesen Sie mehr auf Negative Geschwindigkeit und Nullbeschleunigung: Wie, wann, Beispiel und Probleme.
Häufig gestellte Fragen
Q1. Finden Sie die momentane Geschwindigkeit des Objekts in einer ebenen Bewegung, wenn die Verschiebung des Objekts durch die Beziehung 2t gegeben ist3+2t+3 zum Zeitpunkt t= 5 Sekunden.
Gegeben: Die Position des Objekts x=2t3+2t+3
Die momentane Geschwindigkeit des Objekts ist gegeben durch
Die Momentangeschwindigkeit des Objekts beträgt 152 m/s.
Q2. Ein Objekt legt in 6 Sekunden eine Strecke von 2 Metern zurück und kehrt dann seine Richtung um und bewegt sich in 6 Sekunden erneut 2 Meter. Berechnen Sie dann die Verschiebung und die Geschwindigkeit des Objekts.
Das Objekt überquert 6 m in 2s, dann ist die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts
v1=x/t=6/2=3m/s
Dann kehrt das Objekt seine Richtung um und legt die gleiche Strecke in gleichen Zeitintervallen zurück, daher ist die Endgeschwindigkeit
v2=x/t=-6/2=-3m/s
Hier ist die Verschiebung negativ, weil die Bewegungsrichtung eines Objekts in die entgegengesetzte Richtung weist.
Daher ist die resultierende Geschwindigkeit
V=v2+v1=-3+3=0
Da die resultierende Geschwindigkeit des Objekts Null ist, ist die Verschiebung des Objekts Null.
Q3. Ein Ball wird in die Luft geworfen, fliegt in einer Entfernung von 10 Metern senkrecht hoch und kehrt nach 10 Sekunden in derselben Ebene wieder nach unten zurück. Messen Sie die vertikale und horizontale Geschwindigkeit des Balls.
Die Zeit für einen Flug beträgt 10 Sekunden und die Strecke, die der Ball in 10 Sekunden zurücklegt, beträgt 20 Meter. Daher ist die Geschwindigkeit des Balls
v=x/t=20/10=2m/s
Da es keine Bewegung eines Objekts in horizontaler Richtung gibt; Die horizontale Geschwindigkeit des Objekts ist Null.
VH=0
Ein Objekt mit runder Form bewegt sich in 40 Sekunden auf einer Halbbogenfläche, die 2 cm lang ist. An welchem Punkt wird die momentane Geschwindigkeit des Objekts gesehen?
Das Die momentane Geschwindigkeit wird über den gesamten Pfad beobachtet der Bewegung.
Nun, die Geschwindigkeit des Objekts ist maximal, während es bis zu einem Mittelpunkt auf der Halbbogenoberfläche beschleunigt.
Ist Trampolin ein Beispiel für eine horizontale Geschwindigkeit von Null?
Ein Trampolin kann ein Beispiel für eine horizontale Geschwindigkeit von Null.
Die Bewegung des Körpers erfolgt in vertikaler Richtung. Der Körper wird nach oben geworfen und kehrt dann in derselben vertikalen Ebene nach unten zurück, und es gibt keine horizontale Geschwindigkeit und die Richtung, die der Körper erreicht.
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Hallo, ich bin Akshita Mapari. Ich habe einen M.Sc. gemacht. in Physik. Ich habe an Projekten wie der numerischen Modellierung von Winden und Wellen während eines Zyklons, der Physik von Spielzeugen und mechanisierten Nervenkitzelmaschinen in Vergnügungsparks basierend auf klassischer Mechanik gearbeitet. Ich habe einen Kurs über Arduino besucht und einige Miniprojekte auf Arduino UNO durchgeführt. Ich erkunde immer gerne neue Gebiete im Bereich der Wissenschaft. Ich persönlich glaube, dass das Lernen enthusiastischer ist, wenn es mit Kreativität gelernt wird. Ansonsten lese ich gerne, reise, spiele Gitarre, erkenne Gesteine und Schichten, fotografiere und spiele Schach.