相対速度は、動いているか静止している可能性のある別のオブジェクトに対するオブジェクトの速度を表します。
グラフ上で相対速度を解釈することになっている場合、それは相対速度グラフと呼ばれます。 このグラフは、オブジェクトがその時点で動いているタイプを説明するのに役立ちます。 この投稿では、さまざまなタイプの相対速度グラフを簡単に解釈します。
相対速度グラフは、経路内の運動方向の方向に基づいて、正、負、およびゼロの相対速度グラフとして分類できます。
正の相対速度グラフ
画像のクレジット： ウィキメディア・コモンズ
たとえば、あなたが一方通行の道路で車を運転することになっていて、別の人があなたの隣の同じ道路で同じ方向に自転車に乗っていると仮定します。 次に、あなたとバイクのライダーは相対的な動きをします。 あなたの車と自転車の両方の速度は、互いに正の相対関係にあります。 車と自転車の両方の速度を測定し、それらをグラフで解釈すると、結果のプロットは正の相対速度グラフになります。
正の相対速度グラフのように、両方のオブジェクトは同じ方向にあり、XNUMXつのオブジェクト間の全体的な相対速度は減少します。
負の相対速度グラフ
XNUMXつのオブジェクトが互いに相対運動しているが反対方向に動いている場合、そのようなオブジェクトの等しく反対の運動に対するそれらの速度のプロットは、負の相対速度グラフと呼ばれます。
また, 負の相対速度 車両が互いに反対方向に移動している双方向道路で観察されます。 反対方向に移動するXNUMX台の車両を考慮して速度を測定するとします。 その場合、XNUMX台の車両の速度は、負の軸に向かって移動するように、反対方向になります。
負の相対速度グラフの全体的な相対速度は、反対方向に移動するにつれて増加します。
非ゼロ相対速度グラフ
XNUMXつのオブジェクト 速度を変えながら互いに対して移動する 一定の速度で、相対速度のそのような変化のプロットは、非ゼロ相対速度グラフと呼ばれます。
ゼロ以外の相対速度グラフは、XNUMXつのオブジェクトが異なる時間に異なる位置にある場合に取得できます。 両方のオブジェクトの速度は、相互に関連して頻繁に変化します。 別の意味では、オブジェクトの両方の速度の角度が異なる場合、XNUMXつのオブジェクト間の相対速度はゼロではないと言うことができます。
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相対速度がゼロのときの位置時間グラフ
相対速度がゼロのとき、それを位置-時間グラフにプロットすると、同じ傾斜角を持つXNUMX本の直線の平行線が得られます。 これは、XNUMXつのオブジェクトが同時に同じ速度で一緒に移動していることを意味します。
相対速度がゼロの場合、物体の動きの方向には依存しません。 それは純粋に速度と時間間隔に依存します。 オブジェクトは、指定された同じ時間間隔で同じ速度で同じ距離を移動する必要があります。
相対速度がゼロのときの位置-時間グラフを以下に示します。
グラフでは、XNUMXつのオブジェクトAとBが、XNUMX本の直線の平行線を使用して動いています。 線の傾きは同じで、同じ時間間隔で一定の速度で速度が変化します。
相対速度が負の場合の位置時間グラフ
位置-時間グラフでは、負の相対速度は反対方向のXNUMX本の線で表されます。 XNUMXつは正の軸に沿って移動し、もうXNUMXつは負の軸に向かって移動して運動の反対方向を表します。
以下のグラフは、相対速度が負の場合の位置-時間グラフを表しています。
グラフから、オブジェクトAはオブジェクトBに対して移動しています。両方のオブジェクトは反対方向に移動します。 したがって、XNUMXつのオブジェクト間の相対速度は、個々の速度の大きさよりも大きくなります。
相対速度がゼロ以外の場合の位置時間グラフ
相対速度がゼロ以外の場合、両方の移動オブジェクトの速度が、特定の時間間隔で異なる位置で等しく変化することはすでにわかっています。 位置-時間グラフでは、時間間隔が等しくないXNUMX本の平行な直線が得られ、それらの傾きも等しくありません。
位置-時間グラフ 相対速度 ゼロ以外の値を以下に示します。
グラフは、XNUMXつのオブジェクトが相互に相対的に移動していることを明確に示しています。 速度はゼロでも一定でもありませんが、一定の速度で変化しています。 オブジェクトBはオブジェクトAよりも頻繁に速度を変更しているため、XNUMX本の等しくない平行線が得られます。
グラフ上で相対速度を見つける方法は？
グラフ上で相対速度を見つけるには、位置-時間グラフをプロットする必要があります。 xtグラフでは、傾きが速度を示します。 相対運動を表すxtグラフに描かれているXNUMX本の線の傾きの差が相対速度を示します。
動いている1つのオブジェクトの位置-時間グラフを考えてみましょう。 オブジェクトAの傾きがm2で、オブジェクトBの傾きがmXNUMXであるとします。 相対速度は次のように計算されます。
オブジェクトAの傾きは
オブジェクトBの傾きは
m1=PQQRm1=PQQR
m2=XYYZ
Bに対するAの相対速度は
vrel（AB）=m1-m2
そして、Aに対するBの相対速度は
vrel（BA）=m2-m1
相対速度グラフで解決された問題
問題1）XNUMX体の位置-時間グラフを以下に示します。 最初の物体に対するXNUMX番目の物体の相対速度を求めます。
溶液：
上記のグラフ、XNUMXつのオブジェクトの位置と時間から、勾配は次のように計算できます。
m1=QRPQ
m1=12
m1=0.5ユニット
m2=YZXY
m2=22
m2=1ユニット。
オブジェクトの相対速度
vrel（BA）=m2-m1
vrel（BA）=1-0.5
vrel（BA）=0.5 m / s
問題2）以下に示す位置-時間グラフに表されている特定のオブジェクトの相対速度を見つけます。
溶液：
最初のオブジェクトの傾きは次のように計算されます
m1=QRPQm1=1.52
m1=0.75ユニット。
XNUMX番目のオブジェクトの傾きは次のように与えられます。
m2=YZXY
m2=1.92.1
m2=0.904ユニット。
オブジェクトBの動きはAの動きと反対であるため、Bの傾きの値はAに対して負である必要があります。したがって、傾きm2は次のように書き直すことができます。
m2=-0.904ユニット。
したがって、相対速度は次のように計算されます。
vREL= m1-m2 = 0.75-（-0.904）
vREL= 0.75 + 0.904
vREL= 1.654 m/s。
問題3）下の与えられた位置-時間グラフから相対速度を見つけてください。
溶液：
上のグラフから、両方のオブジェクトが同時に同じ速度で移動しているように見えます。 その場合、相対速度はゼロになります。
すなわち、vA=vB
vREL= 0。
問題4）グラフから相対速度を計算します。
溶液：
上のグラフから、最初のボディの勾配は次のようになります。
m1=PQQR
m1=21.5
m1=1.33ユニット。
m2=XYYZ
m2=0.51.6
m2=0.312ユニット。
XNUMXつのオブジェクトAとBの相対速度は次のとおりです。
vAB= 1.33 0.312-
vAB =1.018ユニット。
結論
この投稿では、動きの方向に大きく依存するさまざまなタイプの相対速度グラフのプロットを学びました。 また、グラフ上のすべてのタイプの相対速度の動作を定義する位置-時間グラフのプロットに関する簡単な説明。
