Lähtönopeus

Lähtönopeus, tai alkuperäinen nopeus, on kappaleen nopeus liikkeen aloittuessa tai määritellyn tapahtuman hetkenä. Se on vektori, jonka suunta määrittää liikkeen suunnan. Lähtönopeus on keskeinen käsite klassisen mekaniikan kinematiikassa ja sen mukaan lasketaan myöhemmät liikeradat.

Kinesiikassa lähtönopeus määritellään usein tietyllä ajanhetkellä t0: v0 = v(t0). Kun kappalein kulkee kiihtyvyyden a alaisena, sen asema x(t) ja nopeus v(t) voidaan kirjoittaa x(t) = x0 + v0 t + (1/2) a t^2 ja v(t) = v0 + a t. Lähtönopeus on siis sekä suuruus että suunta, ja siitä riippuu, millainen kinemaattinen polku kappaleella seuraa.

Yhteyksiä ja riippuvuuksia: lähtönopeus vaikuttaa suoraan kineettiseen energian arvoon E_k = 1/2 m v0^2 sekä siihen, miten pitkän ajan järjestelmä pysyy kiihtymyksen vaikutuksessa. Erilaiset projektio- tai starting-tilanteet voivat sisältää muun muassa lähtönopeuden sekä lähtöposition, jolloin ratkaistaan lopulliset liikeradat.

Mittaus ja yksiköt: yleisin yksikkö on metriä sekunnissa (m/s). Koska lähtönopeus on vektori, sen suunta on tärkeä osa arvoa, eikä vain sen suuruus. Käytännössä lähtönopeus määritellään aina kontekstin mukaan, kuten heiton, ajoneuvon liikkeen tai raketin laukaisun alkutilanteessa.

Esimerkkejä: urheilussa lähtönopeus kuvaa esimerkiksi juoksijan tai kuulantyönnön alkuarvoa, autojen liikettä liikennevaloista käynnistäessä sekä raketin tai muun projektin alkuvaihetta. Lähtönopeutta seurataan usein yhdessä muiden liike-olosuhteiden kanssa, jotta voidaan ennustaa tai jäljittää lopullinen kulkureitti.