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,
所以有固定加速度是算梯形面積。
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