Zawartość

• Do kroku
• Część 1 z 5: Obliczanie wynikowego przemieszczenia
• Część 2 z 5: Jeśli wektor prędkości i czas trwania są znane
• Część 3 z 5: Gdy podano prędkość, przyspieszenie i czas
• Część 4 z 5: Obliczanie przemieszczenia kątowego
• Część 5 z 5: Zrozumienie przemieszczenia
• Porady
• Potrzeby

Termin przemieszczenie w fizyce odnosi się do zmiany miejsca obiektu. Obliczając przemieszczenie, mierzysz, o ile obiekt przemieścił się na podstawie danych z pozycji początkowej i końcowej. Wzór używany do określenia przemieszczenia zależy od zmiennych podanych w ćwiczeniu. Wykonaj następujące kroki, aby dowiedzieć się, jak obliczyć przemieszczenie obiektu.

Do kroku

Część 1 z 5: Obliczanie wynikowego przemieszczenia

1. Użyj wzoru na wynikowe przemieszczenie, używając jednostki długości używanej do określenia pozycji początkowej i końcowej. Chociaż odległość różni się od przemieszczenia, wynikowe stwierdzenie przemieszczenia będzie wskazywać, ile „metrów” przebył obiekt. Użyj tych jednostek miary, aby obliczyć przemieszczenie, jak daleko obiekt znajduje się od jego pierwotnego położenia.
   • Równanie dla wynikowego przemieszczenia jest następujące: s = √x² + y². „S” oznacza przemieszczenie. X to pierwszy kierunek, w którym porusza się obiekt, a y to drugi kierunek, w którym porusza się obiekt. Jeśli twój obiekt porusza się tylko w jednym kierunku, to y = 0.
   • Obiekt może poruszać się maksymalnie w 2 kierunkach, ponieważ poruszanie się wzdłuż linii północ-południe lub wschód-zachód jest uważane za ruch neutralny.
2. Połącz punkty zgodnie z kolejnością ruchu i oznacz te punkty od A do Z. Użyj linijki, aby narysować proste linie od punktu do punktu.
   • Nie zapomnij również połączyć punktu początkowego z punktem końcowym, używając linii prostej. To jest przemieszczenie, które zamierzamy obliczyć.
   • Na przykład, jeśli obiekt przemieszcza się najpierw 300 metrów na wschód, a następnie 400 metrów na północ, powstaje trójkąt prostokątny. AB jest pierwszym bokiem, a BC drugim bokiem trójkąta. AC jest przeciwprostokątną trójkąta, a jego wartością jest przemieszczenie obiektu. W tym przykładzie dwa kierunki to „wschód” i „północ”.
3. Wpisz wartości x² i y². Teraz, gdy już wiesz, w jakim kierunku porusza się Twój obiekt, możesz wprowadzić wartości odpowiednich zmiennych.
   • Na przykład x = 300 i y = 400. Twoje równanie wygląda teraz następująco: s = √300² + 400².
4. Rozwiąż równanie. Najpierw oblicz 300², a następnie 400², dodaj je do siebie i odejmij pierwiastek kwadratowy z sumy.
   • Na przykład: s = √90000 + 160000. s = √250000. s = 500. Teraz wiesz, że przemieszczenie wynosi 500 metrów.

Część 2 z 5: Jeśli wektor prędkości i czas trwania są znane

1. Użyj tego wzoru, jeśli problem podaje wektor prędkości i czas trwania. Może się zdarzyć, że zadanie fizyczne nie wspomina o przebytej odległości, ale określa, jak długo obiekt był w ruchu iz jaką prędkością. Następnie można obliczyć przemieszczenie na podstawie czasu trwania i prędkości.
   • W takim przypadku równanie będzie wyglądać następująco: s = 1/2 (u + v) t. u = prędkość początkowa obiektu, prędkość, z jaką obiekt zaczął się poruszać w określonym kierunku. v = końcowa prędkość obiektu lub jak szybko poszedł na końcu. t = czas, jaki zajęło obiektowi dotarcie do celu.
   • Na przykład: samochód jedzie 45 sekund. Samochód skręcił na zachód z prędkością 20 m / s (prędkość początkowa), a na końcu ulicy 23 m / s (prędkość końcowa). Obliczono przemieszczenie na podstawie tych danych.
2. Wprowadź wartości prędkości i czasu. Teraz, gdy już wiesz, jak długo samochód jechał oraz jaka była prędkość początkowa i końcowa, możesz obliczyć odległość od punktu początkowego do końcowego.
   • Równanie będzie wyglądać następująco: s = 1/2 (20 + 23) 45.
3. Oceń równanie po wprowadzeniu wartości. Pamiętaj, aby obliczyć warunki we właściwej kolejności, w przeciwnym razie przemieszczenie pójdzie nie tak.
   • Dla tego porównania nie ma większego znaczenia, jeśli przypadkowo zmienisz prędkość początkową i końcową. Ponieważ najpierw dodajesz te wartości do siebie, nie ma to znaczenia. Ale w przypadku innych równań zamiana prędkości początkowej i końcowej może wpłynąć na ostateczną odpowiedź lub wartość przemieszczenia.
   • Twoje równanie wygląda teraz następująco: s = 1/2 (43) 45. Najpierw podziel 43 przez 2, aby dać 21,5 jako odpowiedź. Pomnóż 21,5 przez 45, co daje odpowiedź 967,5 metra. 967,5 to przemieszczenie samochodu widziane z punktu startu.

Część 3 z 5: Gdy podano prędkość, przyspieszenie i czas

1. Kolejne porównanie jest konieczne, jeśli podane jest przyspieszenie, wraz z prędkością i czasem. Dzięki takiemu zadaniu wiesz, jaka była prędkość początkowa obiektu, jakie jest przyspieszenie i jak długo obiekt był na drodze. Potrzebujesz następującego równania.
   • Równanie tego typu problemu wygląda następująco: s = ut + 1 / 2at². Litera „u” nadal reprezentuje prędkość początkową; Litera „a” oznacza przyspieszenie obiektu, czyli szybkość zmiany prędkości obiektu. Zmienna „t” może albo oznaczać całkowity czas trwania, albo może wskazywać określony okres, w którym obiekt przyspieszył. Tak czy inaczej, jest to wskazywane w jednostkach czasu, takich jak sekundy, godziny itp.
   • Załóżmy, że samochód poruszający się z prędkością początkową 25 m / s uzyskuje przyspieszenie 3 m / s2 przez 4 sekundy. Jakie jest przemieszczenie samochodu po 4 sekundach?
2. Wprowadź wartości we właściwym miejscu w równaniu. W przeciwieństwie do poprzedniego równania, tutaj pokazana jest tylko prędkość początkowa, więc upewnij się, że wprowadziłeś prawidłowe wartości.
   • Bazując na powyższym przykładzie, twoje równanie powinno teraz wyglądać następująco: s = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Z pewnością może pomóc, jeśli umieścisz nawiasy wokół wartości przyspieszenia i czasu, aby oddzielić liczby.
3. Oblicz przemieszczenie, rozwiązując równanie. Szybkim sposobem, aby pomóc Ci zapamiętać kolejność operacji w równaniu, jest mnemonik „Mr. van Dale Waiting For Answer”. Wskazuje wszystkie operacje arytmetyczne w kolejności (potęgowanie, mnożenie, dzielenie, pierwiastek kwadratowy, dodawanie i odejmowanie).
   • Przyjrzyjmy się bliżej równaniu: s = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Kolejność to: 4² = 16; wtedy 16 x 3 = 48; wtedy 25 x 4 = 100; a jeśli ostatnie 48/2 = 24. Równanie wygląda teraz następująco: s = 100 + 24. Po dodaniu daje to s = 124, przemieszczenie wynosi 124 metry.

Część 4 z 5: Obliczanie przemieszczenia kątowego

1. Określanie przemieszczenia kątowego, gdy obiekt porusza się po krzywej. Chociaż nadal będziesz obliczać przemieszczenie za pomocą linii prostej, będziesz potrzebować różnicy między pozycją początkową i końcową wzdłuż zakrzywionej ścieżki.
   • Weźmy jako przykład dziewczynę jadącą na karuzeli. Obracając się po zewnętrznej stronie koła, porusza się po okręgu. Przemieszczenie kątowe próbuje znaleźć najkrótszą odległość między pozycją początkową i końcową, gdy obiekt nie porusza się po linii prostej.
   • Wzór na przemieszczenie kątowe to: θ = S / r, gdzie „s” to przemieszczenie liniowe, „r” to promień, a „θ” to przemieszczenie kątowe. Przemieszczenie liniowe to odległość, jaką obiekt pokonuje po okręgu. Promień lub promień to odległość obiektu od środka koła. Wartość, którą chcemy poznać, to przemieszczenie kątowe.
2. Wprowadź wartości przemieszczenia liniowego i promienia do równania. Pamiętaj, że promień to odległość od środka koła do krawędzi; może się zdarzyć, że średnica jest podana w ćwiczeniu, w którym to przypadku będziesz musiał podzielić ją przez 2, aby znaleźć promień okręgu.
   • Przykładowe ćwiczenie: Dziewczyna na karuzeli. Jej krzesło znajduje się w odległości 1 metra od środka koła (promień). Jeśli dziewczyna porusza się po łuku kołowym o długości 1,5 metra (przemieszczenie liniowe), jakie jest jej przemieszczenie kątowe?
   • Równanie wygląda następująco: θ = 1,5 / 1.
3. Podziel liniowe przemieszczenie przez promień. To da ci kątowe przemieszczenie obiektu.
   • Po podziale 1,5 / 1 zostaje Ci 1,5. Przemieszczenie kątowe dziewczynki wynosi 1,5 radiany.
   • Ponieważ przemieszczenie kątowe wskazuje, jak bardzo obiekt obrócił się od jego początkowego położenia, konieczne jest przedstawienie tego w radianach, a nie jako odległość. Radiany to jednostki używane do mierzenia kątów.

Część 5 z 5: Zrozumienie przemieszczenia

1. Ważne jest, aby zrozumieć, że czasami „odległość” oznacza coś innego niż „przemieszczenie”.„Odległość mówi coś o tym, jak daleko obiekt się przesunął.
   • Odległość to coś, co nazywamy również „wielkością skalarną”. Jest to sposób na wskazanie przebytej odległości, ale nie mówi nic o kierunku, w którym się poruszałeś.
   • Na przykład, jeśli przejdziesz 2 metry na wschód, 2 metry na południe, 2 metry na zachód i ponownie 2 metry na północ, wrócisz do punktu wyjścia. Chociaż pokonałeś łączną odległość 10 metrów, Twoje przemieszczenie wynosi 0 metrów, ponieważ punkt końcowy jest taki sam jak punkt początkowy.
2. Przemieszczenie to różnica między dwoma punktami. Przemieszczenie nie jest sumą ruchów, jak ma to miejsce w przypadku odległości; chodzi tylko o część między twoim początkiem a punktem końcowym.
   • Przemieszczenie jest również nazywane „wielkością wektorową” i odnosi się do zmiany położenia obiektu w porównaniu z kierunkiem ruchu obiektu.
   • Wyobraź sobie, że idziesz 5 metrów na wschód. Jeśli ponownie przejdziesz 5 metrów na zachód, udasz się w przeciwnym kierunku, z powrotem do punktu wyjścia. Mimo że przeszedłeś łącznie 10 metrów, Twoja pozycja nie uległa zmianie, a przemieszczenie wynosi 0 metrów.
3. Upewnij się, że pamiętasz słowa „tam iz powrotem”, próbując wyobrazić sobie ruch. Kierunek przeciwny cofnie ruch w pierwotnym kierunku.
   • Wyobraź sobie trenera piłki nożnej podskakującego na linii bocznej. Udzielając wskazówek graczom, kilkakrotnie szedł wzdłuż linii, tam iz powrotem. Gdybyś miał pilnować powozu, zobaczyłbyś odległość, którą pokonuje. A co, jeśli trener przestanie mówić coś do obrońcy? Jeśli jest w miejscu innym niż jego punkt wyjścia, patrzysz na ruch trenera (w pewnym momencie).
4. Przemieszczenie jest mierzone za pomocą linii prostej, a nie kołowej ścieżki. Aby poznać przemieszczenie, poszukaj najkrótszej ścieżki między dwoma różnymi punktami.
   • Zakrzywiona ścieżka ostatecznie poprowadzi Cię od punktu początkowego do punktu końcowego, ale nie jest to najkrótsza droga. Aby to sobie wyobrazić, wyobraź sobie, że idziesz w linii prostej i jesteś powstrzymywany przez filar lub inną przeszkodę. Nie możesz przejść przez filar, więc obejdź go. Mimo że kończysz w tym samym miejscu, jakbyś przeszedł prosto przez filar, nadal musiałeś przebyć dłuższą drogę, aby się tam dostać.
   • Chociaż przemieszczenie jest korzystnie w linii prostej, możliwe jest zmierzenie przemieszczenia obiektu, który „porusza się” po zakrzywionej ścieżce. Nazywa się to „przemieszczeniem kątowym” i można je obliczyć, znajdując najkrótszą odległość między punktem początkowym i końcowym.
5. Zrozum, że przemieszczenie może mieć również wartość ujemną, w przeciwieństwie do odległości. Jeśli punkt końcowy zostanie osiągnięty, poruszając się w kierunku przeciwnym do kierunku, w którym wystartowałeś (względem punktu początkowego), twoje przemieszczenie jest ujemne.
   • Na przykład załóżmy, że idziesz 5 metrów na wschód, a następnie 3 metry na zachód. Chociaż technicznie rzecz biorąc, znajdujesz się 2 metry od punktu początkowego, przemieszczenie wynosi -2, ponieważ w tym momencie poruszasz się w przeciwnym kierunku. Odległość zawsze będzie dodatnia, ponieważ nie można „cofnąć” przebytej odległości.
   • Ujemne przemieszczenie nie oznacza spadku przemieszczenia. Jest to po prostu sposób na wskazanie, że ruch odbywa się w przeciwnym kierunku.
6. Zrozum, że wartości odległości i przemieszczenia mogą czasami być takie same. Jeśli idziesz prosto przez 25 metrów, a następnie zatrzymujesz się, pokonana odległość jest równa przemieszczeniu, po prostu dlatego, że nie zmieniłeś kierunku.
   • Jest to możliwe tylko wtedy, gdy poruszasz się w linii prostej od punktu początkowego i bez zmiany kierunku później. Na przykład załóżmy, że mieszkasz w San Francisco w Kalifornii i dostajesz pracę w Las Vegas w stanie Nevada. Będziesz wtedy musiał przenieść się do Las Vegas, aby mieszkać bliżej swojej pracy. Jeśli lecisz samolotem, bezpośrednim lotem z San Francisco do Las Vegas, pokonałeś 670 km, a Twoja przemieszczenie wynosi 670 km.
   • Jeśli jednak podróżujesz samochodem z San Francisco do Las Vegas, Twoja podróż może nadal wynosić 670 km, ale w międzyczasie przejechałeś 906 km. Ponieważ jazda zazwyczaj wiąże się ze zmianą kierunku (skręcenie, wybranie innej trasy), przebyłeś znacznie większą odległość niż najkrótsza odległość między dwoma miastami.

Porady

• Pracuj dokładnie
• Nie zapamiętuj formuł, ale spróbuj zrozumieć, jak działają

Potrzeby

• Kalkulator
• Dalmierz