Средняя скорость на всём пути
Средняя скорость на всём пути показывает, с какой постоянной скоростью нужно было бы двигаться, чтобы пройти весь путь за то же время. Она равна отношению всего пройденного пути ко всему времени движения.
При движении по нескольким участкам сначала находят путь и время для каждого участка, а затем складывают их. Если движение происходит с постоянной скоростью на каждом участке, используют связь \(t_i=\frac{s_i}{v_i}\). В отличие от средней скорости, рассматриваемой в общем случае, здесь особенно важно не усреднять значения скоростей без учёта времени или пути.
Формула
Если скорости на участках постоянны, формулу можно записать так:
Нельзя всегда находить среднюю скорость как \((v_1+v_2)/2\). Такое среднее подходит только в особых случаях, например при равных временах движения на участках. Для средней скорости на всём пути нужно использовать общий путь и общее время.
Велосипедист проехал \(6\) км со скоростью \(12\) км/ч, затем ещё \(6\) км со скоростью \(6\) км/ч. Общее расстояние равно \(12\) км, а время движения: \(t=\frac{6}{12}+\frac{6}{6}=1{,}5\) ч. Поэтому \(v_{\text{ср}}=\frac{12}{1{,}5}=8\) км/ч. Простое среднее скоростей дало бы \(9\) км/ч и было бы неверным.
Автомобиль половину пути прошёл со скоростью \(40\) км/ч, а вторую половину — со скоростью \(80\) км/ч. Чему равна средняя скорость на всём пути?
Средняя скорость на всём пути — скалярная величина: направление движения в этой формуле не учитывается. Если участки имеют равные длины, используется среднее гармоническое скоростей, а если равны времена — обычное арифметическое среднее. При равномерном движении скорость постоянна, поэтому средняя скорость совпадает с этой постоянной скоростью.
Главное
- Средняя скорость на всём пути равна полному пути, делённому на полное время: \(v_{\text{ср}}=\frac{s_{\text{общ}}}{t_{\text{общ}}}\).
- Время каждого участка находят по формуле \(t_i=\frac{s_i}{v_i}\), затем складывают.
- Среднее арифметическое скоростей применяют не всегда: сначала нужно выяснить, равны ли времена или пути участков.