
【化】 resultant velocity
在物理學和工程學領域,"合速度"(Resultant Velocity)指物體在多個分速度共同作用下産生的實際運動速度。其數學表達式為:
$$ vec{v}_{text{合}} = vec{v}_1 + vec{v}_2 + cdots + vec{v}_n $$
根據《牛津物理學術語詞典》,合速度是通過矢量疊加原理計算的合成矢量,方向由各分速度的矢量和決定,大小則遵循平行四邊形法則。例如當船舶同時受水流速度$vec{v}_text{水}$和引擎速度$vec{v}_text{引擎}$作用時,其實際航速即為兩者的矢量和。
中國《大學物理學》教材指出,合速度的計算需要區分兩種典型情況:
國際力學協會的研究表明,合速度概念在彈道計算(如炮彈飛行軌迹)、航空航天(多引擎推力合成)和流體力學(渦旋速度場分析)等領域具有重要應用價值。在GPS定位系統中,接收器的三維運動速度解析正是通過分解并合成各方向速度分量實現的。
合速度是物理學中描述物體實際運動狀态的核心概念,其定義和特點如下:
合速度是物體在某一參考系中表現出的真實運動速度,代表物體運動方向和快慢的矢量和。例如,當船同時受水流和自身動力影響時,其實際航行方向的速度就是合速度。
矢量性:合速度是矢量,既有大小也有方向,遵循平行四邊形法則合成(如右圖所示)。
$vec{v_{合}} = vec{v_1} + vec{v_2}$
等效性:與分速度構成等效替代關系,分解合速度後隻需考慮分速度的作用。例如斜抛運動中,可将速度分解為水平和豎直分量分别分析。
通過矢量合成實現:
合速度與平均速度不同,前者是瞬時矢量,後者是過程量。實際應用中需注意區分物體是否處于勻變速運動狀态。
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