Номер ?2, страница 74, часть 1 - гдз по физике 9 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 1. Глава 1. Основы кинематики. Параграф 16. Лабораторные и исследовательские работы. Вопросы для обсуждения - номер ?2, страница 74.

Условие.

Почему нельзя говорить о средней скорости переменного движения вообще, а можно говорить только о средней скорости за данный промежуток времени или о средней скорости на данном участке пути?

Решение.

Переменное движение — это движение, при котором скорость тела (её модуль или направление) меняется с течением времени. Это означает, что мгновенная скорость, то есть скорость в каждый конкретный момент, не является постоянной. Например, автомобиль, движущийся по городу, постоянно то ускоряется, то замедляется, то останавливается на светофорах, — всё это примеры переменного движения.

Средняя путевая скорость по своему определению является характеристикой движения не в отдельный момент, а на всём рассматриваемом участке. Она вычисляется как отношение всего пройденного пути $\text{S}$ ко всему затраченному на это времени $\text{t}$:

$v_{ср} = \frac{S_{общ}}{t_{общ}}$

Из самой формулы видно, что для вычисления средней скорости необходимо знать две величины: полный пройденный путь и полный промежуток времени, за который этот путь был пройден. Поскольку при переменном движении скорость постоянно меняется, значение средней скорости будет напрямую зависеть от того, какой именно участок пути или какой промежуток времени мы выберем для расчета.

Например, средняя скорость автомобиля за первые 10 минут поездки по городу, где много светофоров, будет значительно ниже, чем его средняя скорость за следующие 10 минут, если он выедет на скоростное шоссе. Таким образом, одно и то же движение будет характеризоваться разными средними скоростями на разных участках.

Говорить о «средней скорости переменного движения вообще» бессмысленно, так как это понятие не имеет физического содержания без указания конкретных границ (временного интервала или пройденного пути), в пределах которых происходит усреднение. Это было бы так же неопределенно, как говорить о "средней температуре", не уточняя ни места, ни периода времени (дня, года).

В отличие от этого, при равномерном движении скорость постоянна. Поэтому её значение одинаково в любой момент времени и на любом участке пути. Для равномерного движения мгновенная скорость и средняя скорость на любом отрезке совпадают, и можно говорить просто о «скорости движения».

Ответ: Средняя скорость является усреднённой характеристикой и по своему определению ($v_{ср} = S/t$) вычисляется для конкретного пройденного пути $\text{S}$ или конкретного промежутка времени $\text{t}$. При переменном движении мгновенная скорость постоянно изменяется, поэтому значение средней скорости напрямую зависит от выбранного для расчёта участка пути или интервала времени. Без указания этих границ понятие «средняя скорость» теряет свой физический смысл.