Hraði

Orkuglampi verður til við árekstur á ofurhraða í tilraun sem líkir eftir því hvað gerist þegar geimrusl á sporbaug rekst á geimskip.

Hraði er vigurstærð, sem lýsir ferð og stefnu hreyfingarinnar. SI-mælieining er metri á sekúndu, táknað m/s. Hraði núll þýðir að hlutur sé kyrrstæður. Hraði bifreiða er mældur í kílómetrum á klukkustund (km/h), en 1 km/h = 0,278 m/s. Ljóshraði, sem er 299.792.458 m/s í tómarúmi, er mesti mögulegi hraðinn.

Athuga ber að stærð hraðavigursins kallast ferð (enska: speed), þó yfirleitt sé aðeins talað um hraða þegar átt er við ferð.

Skilgreining

Í daglegu tali er orðið hraði oft notað á óformlegan hátt, og getur þá átt við hugtökin ferð eða um meðalhraða.

Meðalhraða hlutar (v) sem hreyfist eftir beinni línu um vegalengd (d) á tímanum (t) er lýst með jöfnunni:

V={\frac {D}{T}}

Formlega er hraði þó skilgreintur með aðstoð deildunar, þannig að hraði (v) hlutar sem hefur staðsetninguna x(t) á sérhverjum tíma (t) er fyrsta afleiðan af staðsetningunni x(t):

v={\mathrm {d} x \over \mathrm {d} t}=\lim _{\Delta t\to 0}{\Delta x \over \Delta t}

.

Sé hraði hlutar á tilteknu tímabili þekktur, ásamt upphafsstaðsetningu hans, er hægt að finna staðsetningu hlutarins hvenær sem er á þessu tímabili með því að nota heildun.

Þar sem hröðun er fyrsta afleiða hraða er einnig er hægt að nota heildun til að finna hraða (v) hlutar hvenær sem er á tilteknu tímabili, að því gefnu að upphafshraði v₀ og hröðun hlutarins á tímabilinu sé þekkt, með jöfnunni:

v_{2}=v_{1}+at\;\!

.

Meðalhraði

Meðalhraði er sá hraði sem hlutur hreyfist að jafnaði á yfir tiltekna vegalengd. Hægt er að finna hann með því að deila vegalengdinni sem hluturinn fór með þeim tíma sem tók að fara hana.

{\bar {v}}={\frac {v}{t}}\,

Meðalhraði er táknaður með ${\bar {v}}$ (bókstafurinn v með lárétta línu yfir). Eins og þessi táknun ber með sér, þá er meðalhraðinn skilgreindur sem vigur.