በሁለት ነገሮች መካከል ያለው አንጻራዊ ፍጥነት፡ ዝርዝር ትንታኔ

የሁለት ነገሮች አንዳቸው ለሌላው እንቅስቃሴ ትክክለኛ ሀሳብ ለማግኘት አንጻራዊ ፍጥነት አስፈላጊ ነው. ስለዚህ በዚህ ጽሑፍ ውስጥ በሁለት ነገሮች መካከል ያለውን አንጻራዊ ፍጥነት በጥልቀት እንነጋገራለን.

አንጻራዊ ፍጥነት በመሰረቱ የአንድ ነገር ፍጥነት ከሌላው አንጻር ነው። በተለያየ ፍጥነት የሚጓዙትን A እና B የተባሉትን ሁለት ነገሮች ተመልከት። የነገር A ፍጥነት ከእቃ ቢ ጋር በተያያዘ ወይም በተቃራኒው አንጻራዊ ፍጥነት ይባላል። እንዲሁም የአንድ ነገር አንጻራዊ አቀማመጥ በጊዜ ሂደት የመቀየሪያ መጠን በመባልም ይታወቃል።

በሁለት ነገሮች መካከል አንጻራዊ ፍጥነት እንዴት ማግኘት ይቻላል?

🠊 የአንድን ነገር ፍጥነት የመለየት ቴክኒክ የእቃው አቀማመጥ የሚቀየርበትን ፍጥነት ከአካባቢው የማይንቀሳቀስ ነገር ጋር በማያያዝ መወሰንን ይጠይቃል።

ነገሮች A እና B አንጻራዊ በሆነ እንቅስቃሴ ላይ ሲሆኑ የየራሳቸው ፍጥነቶች አንጻራዊ እንቅስቃሴም ይሆናሉ። የነገሮችን አንጻራዊ ፍጥነት ለ B ለማግኘት አንድ ሰው በሂሳብ እኩል እና ተቃራኒ የሆነ የ B ፍጥነት በሁለቱም ነገሮች A እና B ላይ መጫን አለበት ነገርን ወደ እረፍት ለማምጣት።

በውጤቱም, የሁለቱም ፍጥነቶች ውጤት (የእቃው A እና B ፍጥነት) የነገሩን አንጻራዊ ፍጥነት ይሰጠናል. ከእቃ ቢ አንፃር

አንጻራዊ የፍጥነት እኩልታዎች እንደሚከተለው ናቸው።

የነገሮች A ፍጥነት ከእቃ ቢ ጋር በሚከተለው መልኩ ሊሰላ ይችላል።

Vab = ቪa - ቪb

የነገር B ፍጥነት ከእቃው A ጋር በተያያዘ እንደሚከተለው ሊሰላ ይችላል።

Vba = ቪb - ቪa

ከሁለቱ አባባሎች የሚከተሉትን ልንወስን እንችላለን፡-

Vab  = - ቪba

ነገር ግን፣ ሁለቱም መጠኖች በሂሳብ እኩል ናቸው እና በሚከተለው ሊወከሉ ይችላሉ።

|Vab = | ቪba|

በአንድ አቅጣጫ በተመሳሳይ ፍጥነት ሲንቀሳቀሱ በሁለት ነገሮች መካከል ያለው አንጻራዊ ፍጥነት ምን ያህል ነው?

🠊 ሁለት ነገሮች ሀ እና ለ በአንድ አቅጣጫ በተመሳሳይ ፍጥነት ሲጓዙ በመካከላቸው ያለው አንግል 0° ነው።

በሁለት ነገሮች መካከል አንጻራዊ ፍጥነት

ሁለቱ ተሽከርካሪዎች ሀ እና ለ ወደ አንድ አቅጣጫ እየሄዱ ነው እንበል፣ ማለትም፣ ትይዩ እርስ በርስ፣ በተመሳሳይ ፍጥነት ወይም ፍጥነት (በተመሳሳይ አቅጣጫ ስለሚንቀሳቀሱ)፣ ማለትም፣ ቪ.a = ቪb.

በዚህ ምክንያት የተሽከርካሪው ፍጥነት ከተሽከርካሪ B አንጻር፡-

Vab = ቪa - ቪb = 0

በተመሳሳይ ሁኔታ የተሽከርካሪ ቢ አንጻራዊ ፍጥነት ለተሽከርካሪው A:

Vba = ቪb - ቪa = 0

ሁለት ነገሮች ከሆኑ ማለት ነው። በተመሳሳይ ፍጥነት በተመሳሳይ አቅጣጫ ይራመዱ ወይም ፍጥነት፣ አንጻራዊ ፍጥነታቸው ዜሮ ይሆናል። ይህ የሚያሳየው ለአንድ ነገር ሌላ እረፍት ላይ ያለ ሊመስል ይችላል።

በአንድ አቅጣጫ በተመሳሳይ ፍጥነት ለሚጓዙ ሁለት ነገሮች የቦታ-ጊዜ ግራፍ ማቀድ ከዚህ በታች ባለው ግራፍ እንደሚታየው ቀጥታ ትይዩ መስመሮችን ያስከትላል።

በአንድ አቅጣጫ በተለያየ ፍጥነት ሲንቀሳቀሱ በሁለት ነገሮች መካከል ያለው አንጻራዊ ፍጥነት ምን ያህል ነው?

🠊 ሁለቱ ተሽከርካሪዎች ሀ እና ለ በአንድ አቅጣጫ በተለያየ ፍጥነት የሚጓዙ ከሆነ በዋናነት ሁለት ሁኔታዎችን ግምት ውስጥ ማስገባት አለባቸው፡-

(1) የመነሻ ነጥቦች አንድ ናቸው (Va > ቁb):

ሁለት ተሸከርካሪዎች በተለያየ ፍጥነት በአንድ አቅጣጫ ከተመሳሳይ መነሻ ነጥብ እና ቫ>ቪቢ ጋር ከተንቀሳቀሱ፣ ተሽከርካሪው B ውስጥ ያለው ሰው ተሽከርካሪ A ከእሱ በፍጥነት እንደሚሄድ ይገነዘባል፡-

Vab = ቪa - ቪb

ተሽከርካሪ ለ በተሽከርካሪ A ውስጥ ወደ ተሳፋሪው ፍጥነት ወደ ኋላ የሚሄድ ይመስላል፡-

Vba = ቪb - ቪa = ( (Va - ቪb) = - ቪab 

በውጤቱም, ሁለቱም ፍጥነቶች ተመሳሳይ መጠን ያላቸው ግን ተቃራኒ ምልክቶች አላቸው.

(2) የተለያዩ መነሻ ነጥቦች፡-

እዚህ ላይ ሁለት ሁኔታዎችን እናስብ ይሆናል።

(i) ተሽከርካሪ A ከተሽከርካሪ B የበለጠ ፍጥነት እንዳለው እንገምት, ማለትም, Va > ቁbእና ተሽከርካሪ ቢን እየተከተለ ነው። 

በዚያ ሁኔታ፣ ተሽከርካሪ A በመጨረሻ ተሽከርካሪ Bን ያልፋል፣ በአቀማመጥ-ጊዜ ግራፍ ላይ እንደሚታየው።

Vab = ቪa - ቪb . 0

(ii) ቪa > ቁb እና ተሽከርካሪ A ከተሽከርካሪ B ቀድመው እየተጓዘ ነው።

በዚያ ሁኔታ፣ ተሽከርካሪ B ተሽከርካሪን በፍፁም ማለፍ አይችልም።. የሁለቱም ተሽከርካሪዎች የቦታ-ጊዜ ግራፎች ወደ ፊት ሲራቀቁ አይገናኙም።

Vab = ቪa - ቪb ≠ 0

በተቃራኒ አቅጣጫዎች ሲንቀሳቀሱ የሁለት ነገሮች አንጻራዊ ፍጥነት ምን ያህል ይሆናል?

🠊በቀጥታ መስመር በተቃራኒ አቅጣጫ የሚንቀሳቀሱ ሁለት ነገሮች የሚፈጠሩት አንግል 180° ነው ተብሏል።

ቀጥ ባለ መስመር በተቃራኒ አቅጣጫዎች የሚነዱ ሁለት ተሽከርካሪዎችን ሀ እና ለ አስቡባቸው። 

በዚህ ምክንያት የተሽከርካሪው A ፍጥነት ከተሽከርካሪ B ጋር በተያያዘ፡-

Vab = ቪa (- ቪb) = ቪa +V

የተሽከርካሪ ቢ ፍጥነት ከ A ጋር ተመሳሳይ ነው፡-

Vba = ቪb(- ቪa) = ቪa +V

በውጤቱም, እኛ መጻፍ እንችላለን:

Vab = ቪba

እሱ የሚያመለክተው ሁለት ነገሮች በተቃራኒ አቅጣጫ ቀጥ ብለው የሚሄዱ ከሆነ ፣ እያንዳንዱ ነገር ከሌላው ጋር ሲነፃፀር በጣም በፍጥነት የሚንቀሳቀስ ይመስላል።

ሁለት ነገሮች በአንድ ማዕዘን ላይ ሲንቀሳቀሱ አንጻራዊው ፍጥነት ምን ያህል ነው?

🠊 አንጻራዊ የፍጥነት ሁኔታን እንደ ምሳሌ እንውሰድ፣ ይህም ሁለት ነገሮች ማለትም A እና B በአንድ ማዕዘን ቫ እና ቪቢ ሲንቀሳቀሱ ነው።

&

በሥዕሉ ላይ እንደተገለጸው ትይዩግራም ከሠራን ዲያግናል አንጻራዊ ፍጥነት ይሰጠናል። በውጤቱም፣ የትይዩው ሰያፍ ቬክተር መጠን ወይም የኮሳይንስ ህግን በመጠቀም ያለው አንጻራዊ ፍጥነት፡-

ግን፣ Cos(180°-𝛳) = -Cos𝛳

ሁለት ነገሮች በአንድ ማዕዘን ላይ ሲጓዙ, ከላይ ያለው እኩልታ አንጻራዊ ፍጥነታቸውን ይሰጠናል. እንዲሁም የማዕዘን እሴቱን ወደ 0° እና 180° በመቀየር ተመሳሳይ የአቅጣጫ መያዣ እና ተቃራኒ አቅጣጫ መያዣ ከዚህ እኩልታ ልናገኝ እንችላለን።

ነገር ግን፣ በምስሉ ላይ እንደተገለጸው፣ አንጻራዊው ፍጥነት ቬክተር ቫብ አንግል ከፈጠረ የነገር A ፍጥነት፣ ከዚያም

ነገር ግን፣ ኃጢአት(180°-𝛳) = ኃጢአት𝛳

አሁን

አንጻራዊ ፍጥነት አስፈላጊነት፡-

አንጻራዊ ፍጥነት አስፈላጊነት ከዚህ በታች ተዘርዝሯል።

  • ከምድር አንጻር የከዋክብትን እና የአስትሮይድ ፍጥነትን ለማስላት።
  • በጠፈር ውስጥ ባሉ ሁለት ነገሮች መካከል ያለውን ርቀት ለመለካት።
  • ሮኬት ለማስወንጨፍ።
  • የማንኛውንም ነገር ፍጥነት ለማወቅ.
  • አንድ ነገር በፈሳሽ ውስጥ በሚንቀሳቀስበት ጊዜ ይረዳናል.

ከአንጻራዊ ፍጥነት ጋር የተያያዙ ችግሮች፡-

1. በሀይዌይ ላይ በሰአት 110 ኪሎ ሜትር የሚጓዝ መኪና በሰአት 85 ኪሎ ሜትር የሚጓዝ አውቶብስ ያልፋል። ከአውቶቡስ ተሳፋሪ አንጻር ሲታይ የመኪናው ፍጥነት ምን ያህል ነው?

የተሰጠው

የመኪና ፍጥነት Vc = 110 ኪ.ሜ

የአውቶቡስ ፍጥነት Vb = 85 ኪ.ሜ

ማግኘት:

ከአውቶቡስ ቪ አንፃር የመኪና አንጻራዊ ፍጥነትcb =?

መፍትሔው ምንድን ነው?

መኪናው እና አውቶቡሱ ወደ አንድ አቅጣጫ ስለሚጓዙ፣ የመኪናው አንጻራዊ ፍጥነት ከአውቶቡስ ተሳፋሪ አንፃር፡-

Vcb = ቪc - ቪb = (110 -85) ኪሜ በሰአት = 25 ኪ.ሜ

ስለዚህ, የመኪናው ፍጥነት, ከአውቶቡስ ተሳፋሪ እይታ አንጻር ሲታይ, በሰአት 25 ኪ.ሜ.

2. ሁለት መኪኖች በተወሰነ ርቀት 150 ሜትር በሰአት እና በ200 ሜትር በሰከንድ ቀጥታ መንገድ ወደ አንዱ መንቀሳቀስ ይጀምራሉ። እርስ በርስ የሚቀራረቡበት ፍጥነት ምን ያህል ነው?

የተሰጠው

የመኪና ፍጥነት 1 ቪ1 = 150 ሜትር / ሰ

የመኪና ፍጥነት 2 ቪ2 = 200 ሜትር / ሰ

ማግኘት:

የመኪና አንጻራዊ ፍጥነት 1 ከመኪና አንፃር 2 ቪ12 =?

የመኪና አንጻራዊ ፍጥነት 2 ከመኪና አንፃር 1 ቪ21 =?

መፍትሔው ምንድን ነው?

ሁለቱም መኪኖች በተቃራኒ አቅጣጫ ስለሚጓዙ፣ አንጻራዊ ፍጥነት;

V12 = ቪ1 + ቪ2 = (150 + 200) ሜትር / ሰ = 350 ሜትር / ሰ

በተመሳሳይም,

V21 = ቪ1 + ቪ2 = (150 + 200) ሜትር / ሰ = 350 ሜትር / ሰ

በውጤቱም, ሁለቱ መኪኖች በ 350 ሜትር / ሰከንድ አንጻራዊ በሆነ ፍጥነት ወደ አንዱ እየሄዱ ነው.

ማጠቃለያ:

  • ከሌላ ዕቃ አንፃር የአንድ ነገር ፍጥነት በቀላሉ የሁለቱ ነገሮች አንጻራዊ ፍጥነት ይባላል።
  • ሁለቱም በአንድ አቅጣጫ የሚጓዙትን ሁለት ነገሮች ተመልከት። በዚህ ሁኔታ የአንዱ ነገር አንጻራዊ ፍጥነት ከሌላው አንጻር ያለው ልዩነት የፍጥነታቸው መጠን ልዩነት ይሆናል።
  • ሁለት ነገሮች በአንድ አቅጣጫ እና ፍጥነት የሚንቀሳቀሱ ከሆነ, የእነሱ አንጻራዊ ፍጥነት ዜሮ ይሆናል ፡፡
  • ማንኛቸውም ሁለት ነገሮች ወደ ተቃራኒው አቅጣጫ እየሄዱ ነው እንበል። እንደዚያ ከሆነ የአንዱ ነገር አንጻራዊ የፍጥነት መጠን ከሌላው አንጻር ያለው የፍጥነት መጠን ድምር ይሆናል።

አስተያየት ውጣ

የእርስዎ ኢሜይል አድራሻ ሊታተም አይችልም. የሚያስፈልጉ መስኮች ምልክት የተደረገባቸው ናቸው, *

ወደ ላይ ሸብልል