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3-1 物體運動的計算

本章包含:

位移、速度、加速度、路徑長、速率、幾秒末幾秒內、平均、瞬時

 

不少日常生活中的用品,都是控制移動這件事情,如各種方便的交通工具。

所以了解物體是怎麼移動,是很重要的一件事情:

 

 

左邊為有方向的位移、速度和加速度,右邊為沒有方向的路徑長和速率

 

首先比較位移和路徑長的差別,發現不是同一方向直線前進,位移算起來會和路徑長不同

接著因為速度和速率分別是位移和路徑長 除與 時間,所以接續以上的例子,

同樣速度和速率的結果是不一樣的。

速度=單位時間內位移的變化量

速率=單位時間內的平均路徑長

既然位移會有變化量,定為速度,

而速度也會變快變慢,所以定速度的變化量就是加速度

 常見題目用來估算物體運動的圖可以參考此表,同一行代表同一個物體(直行橫列)

 最常用到的三個移動相關公式,牢記後會做題目很方便,以下會分別證明

 第一個公式我們可以從定義反推(左邊),或是從邏輯的方面去想(右邊踩油門的例子)

第二個公式我們可以先看看,假如我們的速度是每秒跑2公尺,跑了5秒,那很明顯知道是跑了2X5=10公尺。所以等速度的時候,直接看上半部的面積,長是V(速度),寬是t(時間),很清楚的可以知道面積就是位移

今天速度是會變化的,同樣道理,用下面速度會變的圖表示,

所以有固定加速度算梯形面積

 算出來還差一個V不知道,把公式1的V去取代掉他就可以得到公式2:

 公式3也是用公式1去取代梯形面積公式,差別在取代的是t:

 

另外常見的比較是幾秒末和幾秒內,以下圖為例,

2秒末是說第1秒到第2秒的位移,兩秒內是說0-2秒整個位移

 

另一個常見的問題是平均和瞬時,其實這個很簡單,

就像班上平均80分,不代表自己就考80分一樣, 

假如平均速度是每秒2公尺,不代表第0秒到最後一秒每個時間點都是每秒2公尺