1. Рівномірний рух зустрічається нечасто. Зазвичай механічний рух - це рух зі змінною швидкістю. Рух, при якому швидкість тіла з плином часу змінюється, називають нерівномірним.
Наприклад, нерівномірно рухається транспорт. Автобус, починаючи рух, збільшує свою швидкість; при гальмуванні його швидкість зменшується. Падаючі на поверхню Землі тіла також рухаються нерівномірно: їх швидкість з плином часу зростає.
При нерівномірному русі координату тіла вже не можна визначити за формулою x = x0 + vx t. так як швидкість руху не є постійною. Виникає питання, яка ж величина характеризує швидкість зміни положення тіла з плином часу при нерівномірному русі? Такий величиною є середня швидкість.
Середній скоростьюvсрнеравномерного руху називають фізичну величину, рівну відношенню перемещеніяsтела до часу t. за яке воно вчинене:
Середня швидкість є векторної величиною. Для визначення модуля середньої швидкості в практичних цілях цією формулою можна скористатися лише в тому випадку, коли тіло рухається вздовж прямої в одну сторону. У всіх інших випадках ця формула непридатна.
Розглянемо приклад. Необхідно розрахувати час прибуття електрички на кожну станцію по шляху проходження. При цьому її рух не є прямолінійним. Якщо розраховувати модуль середньої швидкості на ділянці між двома станціями, користуючись наведеною формулою, то отримане значення буде відрізнятися від значення середньої швидкості, з яким рухалася електричка, оскільки модуль вектора переміщення менше пройденого електричкою шляху. А середня швидкість руху цієї електрички з початкового пункту до кінцевого пункту і назад відповідно до наведеної формулою і зовсім дорівнює нулю.
На практиці при визначенні середньої швидкості користуються величиною, рівною відношенню шляху l до часу t. за який цей шлях пройдено:
Її часто називають середньої шляхової швидкістю.
2. Знаючи середню швидкість тіла на якій-небудь ділянці траєкторії, не можна визначити його положення в будь-який момент часу. Припустимо, що автомобіль проїхав шлях 300 км за 6 год. Середня швидкість руху автомобіля дорівнює 50 км / год. Однак при цьому він міг якийсь час стояти, якийсь час рухатися зі швидкістю 70 км / год, якийсь час - зі швидкістю 20 км / год і т. П.
Очевидно, що, знаючи середню швидкість руху автомобіля за 6 год, ми не можемо визначити його положення через 1 год, через 2 год, через 3 год і т. П.
3. При русі тіло проходить послідовно всі точки траєкторії. У кожній точці воно знаходиться в певні моменти часу і має якусь швидкість.
Миттєвою швидкістю називають швидкість тіла в даний момент часу або в даній точці траєкторії.
Припустимо, що тіло здійснює нерівномірний прямолінійний рух. Визначимо швидкість руху цього тіла в точці O його траєкторії (рис. 21). Виділимо на траєкторії ділянку AB. всередині якого знаходиться точка O. Переміщення s1 на цій ділянці тіло вчинила за час t1. Середня швидкість руху на цій ділянці - vср 1 =.
Зменшимо переміщення тіла. Нехай воно дорівнює s2. а час руху - t2. Тоді середня швидкість тіла за цей час: vср 2 =. Ще зменшимо переміщення, середня швидкість на цій ділянці: vср 3 =.
Будемо і далі зменшувати час руху тіла і відповідно його переміщення. Зрештою переміщення і час стануть такими маленькими, що прилад, наприклад спідометр в машині, перестане фіксувати зміна швидкості і рух за цей малий проміжок часу можна буде вважати рівномірним. Середня швидкість на цій ділянці і є миттєва швидкість тіла в точці O.
миттєва швидкість - векторна фізична величина, що дорівнює відношенню малого переміщення Dsк малому проміжку часу Dt. за яке це переміщення здійснено: