Hastighet är mätningen av den hastighet med vilken ett föremål ändrar sin position. Även om det ofta förväxlas med hastighet, krävs riktningen i vilken objektet rör sig för denna mätning. Det finns många olika typer av hastighetsmätningar, inklusive medelvärde, momentan, acceleration, radiell och vinkel. Det är ett grundläggande begrepp inom fysiken och har många tillämpningar i vardagen.
Hastighet kontra hastighet
Termerna hastighet och hastighet förväxlas ofta, och i vissa situationer används de omväxlande. Detta är dock tekniskt felaktigt, eftersom hastigheten tar hänsyn till ett objekts förskjutning – det vill säga avståndet mellan start- och slutpunkten – och hastigheten inte. Om bara tillryggalagd sträcka och tid ingår, är det hastighet som mäts.
Hastighet är en skalär kvantitet, vilket betyder att det är en enkel mängd av något; det inkluderar bara hur snabbt något rör sig. I vetenskapliga termer mäts hastigheten ofta i meter per sekund, även om både enheterna och tiden varierar i andra tillämpningar; en bil som till exempel färdas i 60 miles per timme (mph) eller 96.5 kilometer per timme (kph), rör sig med en viss hastighet. Endast rörelsehastigheten krävs – hur långt objektet rör sig under en viss tid. Detta är formeln för hastighet:
Hastighet = Avstånd / Tid
Hastighet är en vektorkvantitet, så den inkluderar inte bara mängden utan också hur den rör sig i rymden – riktningen. Riktningen bestäms av förskjutning, vilket är avståndet mellan där objektet startade och där det stannade. Detta är inte nödvändigtvis lika med det tillryggalagda avståndet; om punkt A och punkt B är 2 km från varandra, men en person går en 3.5 km lång väg för att ta sig från A till B, är förskjutningen fortfarande 2 km. Riktningen från punkt A till B måste inkluderas när denna mätning beskrivs, till exempel ”1.4 meter per sekund, norr.”
Detta är formeln för hastighet:
Hastighet = Förskjutning / Tid
Eftersom hastigheten inte tar hänsyn till tillryggalagd sträcka, kan ett objekts medelhastighet och dess medelhastighet vara mycket olika. Om en person går en 3.5 km lång väg från punkt A till punkt B på 45 minuter har hon en medelhastighet på 4.66 km/h. Om förskjutningen mellan A och B endast är 2 km norrut är hennes medelhastighet 2.66 km/h, norr.
Omedelbar och konstant
Det finns två grundläggande sätt att ange ett föremåls hastighet. Momentan hastighet är den hastighet och riktning som objektet rör sig vid ett givet ögonblick, medan konstant (eller medel) hastighet är när något rör sig med samma hastighet och riktning över tiden. Till exempel kan en kvinna ha en momentan hastighet på 1.4 m/s österut vid en given tidpunkt när hon går i den riktningen. För att detta ska vara en konstant hastighet måste hon fortsätta att gå i denna riktning i denna takt under en viss tid. Om hon ändrar riktning eller går i en cirkulär bana som tar henne tillbaka till sin startpunkt, har hon ingen konstant hastighet eftersom hon inte rör sig i samma riktning med samma hastighet.
Acceleration
Termen ”acceleration” används för att förklara hur ett föremål ändrar sin hastighet över tiden. Enkelt uttryckt, objektet snabbar upp eller saktar ner, men eftersom detta är en vektorkvantitet måste riktningen också inkluderas. Ett föremål som ändrar riktning, även vid konstant hastighet, ändrar också sin acceleration. Eftersom hastighet mäts i avstånd över tid, såsom m/s, mäts acceleration i avstånd över tid över tid, eller m/s2.
Inom fysiken indikerar positiva (+) och negativa (-) vanligtvis riktning, inte hastighet; Därför, när något har en negativ acceleration, saktar det inte nödvändigtvis ner, det rör sig i en specifik riktning. Positivt är vanligtvis höger eller uppåt, medan negativt är vänster eller ner.
Vinkelhastighet
När ett föremål rör sig mot eller bort från sin ursprungspunkt sägs det ha radiell eller linjär hastighet. Vinkelhastighet är när ett föremål roterar runt en mittpunkt i en cirkulär rörelse. Liksom andra typer mäts det efter hur långt föremålet har färdats över tiden. Eftersom objektet rör sig i en cirkulär bana kan vinkelavståndet mätas i radianer, grader eller varv. Även om objektet som rör sig i en cirkel kan återgå till sin startpunkt, har det riktning – medurs (negativ) eller moturs (positiv).