ความเร็วเฉลี่ยและอัตราเร็วเฉลี่ย
โดยนิยามหรือข้อกำหนด ความเร็ว (Velocity) คือ การเปลี่ยนตำแหน่งต่อเวลา สำหรับ
ช่วงเวลาที่ยาว ความเร็วที่คิดจากการเปลี่ยนตำแหน่งในช่วงเวลานั้นหารด้วยช่วงเวลาถือว่า
เป็นความเร็วเฉลี่ย (Average Velocity)ความเร็วเฉลี่ยเป็นเสมือนความเร็วที่การเปลี่ยนแปลง ในช่วงเวลาที่วัดมีค่าเดียวที่สม่ำเสมอ ความ เร็วเฉลี่ยที่มีทิศทางจาก ไป คือ
สำหรับคำว่าอัตราเร็ว (Speed) มีความหมายที่แตกต่างไปจากความเร็วคือ อัตราเร็ว จะคิดจาก ระยะทาง ของการเคลื่อนที่ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงทิศทางนั่นคือใช้อัตราเร็วใน ลักษณะที่เป็นสเกลาร์ (Scalar) ในขณะที่ ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ (Vector) อัตราเร็ว
เฉลี่ย (Average Speed) สำหรับการเคลื่อนที่จาก ไป ดังรูป 2 จะมีขนาดเท่ากับ ระยะทางจาก ไป หารด้วยเวลา ซึ่งจะให้ผลเท่ากับขนาดของความเร็วเฉลี่ยแต่อัตรา เร็วเฉลี่ยอาจ จะแตกต่างไปจากขนาดของความเร็วเฉลี่ยได้โดยเฉพาะกรณีที่วัตถุเคลื่อน
ที่เลย ไปถึง แล้วย้อนกลับมา ดังรูป 2 โดยใช้เวลาทั้งหมด เท่าเดิม ถ้าเป็นเช่นนั้น อัตราเร็วเฉลี่ย ซึ่งเป็นระยะทางทั้งหมดที่เคลื่อนที่ (จากไป แล้วจาก กลับมา ) หารด้วยเวลาจะมีค่า เพิ่มขึ้นมากและต่างจากขนาดของความเร็วอย่างเห็น ได้ชัด
รูปที่ 2 แสดงการเคลื่อนที่ของวัตถุจากไป และจาก กลับมา
นั่นคือ
ในทีนี้ d คือ
โดยเครื่องหมายขีดสองข้างของปริมาณจะหมายถึง ขนาดของปริมาณนั้นและมีค่าเป็น
บวกเท่านั้นสมมติว่า โยนลูกบอลขึ้นในแนวดิ่ง ลูกบอลลอยขึ้นไปได้สูง 5 เมตร แล้วตกกลับ
มายังมือในเวลา 2 วินาที จากข้อความนี้แสดงว่า อัตราเร็วเฉลี่ยในช่วง 2 วินาทีเท่ากับระยะ
ทาง 5 เมตร + 5 เมตร หารด้วยเวลา 2 วินาที เท่ากับ 5 เมตรต่อวินาทีแต่ความเร็วเฉลี่ย ในช่วงเดียวกันจะเป็นศูนย์เพราะ ลูกบอลได้กลับมาที่เดิมคือ มีการกระจัดทั้งหมดเป็นศูนย์
|