変位を計算する

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ステップに
パート1/5：結果の変位の計算
パート2/5：速度ベクトルと持続時間がわかっている場合
パート3/5：速度、加速度、時間が与えられたとき
パート4/5：角変位の計算
パート5/5：変位を理解する
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物理学における変位という用語は、オブジェクトの代わりの変化を指します。変位を計算するときは、開始位置と終了位置からのデータに基づいて、オブジェクトがどれだけ移動したかを測定します。変位を決定するために使用する式は、演習で指定された変数によって異なります。次の手順を実行して、オブジェクトの変位を計算する方法を学習します。

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パート1/5：結果の変位の計算

開始位置と終了位置を指定するために使用される長さの単位を使用して、結果の変位の式を使用します。 距離は変位とは異なりますが、結果の変位ステートメントは、オブジェクトが移動した「メートル」数を示します。これらの測定単位を使用して、変位、つまりオブジェクトが元の場所からどれだけ離れているかを計算します。
- 結果として生じる変位の方程式は次のとおりです。 s =√x²+y²。「S」は変位を表します。 Xはオブジェクトが移動する最初の方向であり、yはオブジェクトが移動する2番目の方向です。オブジェクトが一方向にのみ移動する場合、y = 0です。
- 南北線または東西線に沿って移動すると中立的な動きと見なされるため、オブジェクトは最大2方向にしか移動できません。
移動順にポイントを接続し、A〜Zのラベルを付けます。 定規を使用して、ポイントからポイントへ直線を描きます。
- また、始点と終点を直線で結ぶことを忘れないでください。これが計算する変位です。
- たとえば、オブジェクトが最初に東に300メートル、次に北に400メートル移動すると、直角三角形が形成されます。 ABは三角形の最初の辺で、BCは2番目の辺です。 ACは三角形の斜辺であり、その値はオブジェクトの変位です。この例では、2つの方向は「東」と「北」です。
x²とy²の値を入力します。 オブジェクトが移動する方向がわかったので、関連する変数の値を入力できます。
- たとえば、x = 300およびy = 400です。方程式は次のようになります：s =√300²+400²。
方程式を解きます。 最初に300²を計算し、次に400²を計算し、それらを合計して、合計の平方根を減算します。
- 例：s =√90000+160000。s=√250000。 s = 500。これで、変位が500メートルに等しいことがわかりました。

パート2/5：速度ベクトルと持続時間がわかっている場合

問題が速度ベクトルと持続時間を与える場合は、この式を使用してください。 物理タスクでは、移動距離については言及されていない場合がありますが、オブジェクトが移動していた時間と速度については言及されています。次に、継続時間と速度を使用して変位を計算できます。
- この場合、方程式は次のようになります。 s = 1/2（u + v）t。 u =オブジェクトの初速度、オブジェクトが特定の方向に動き始めた速度。 v =オブジェクトの最終速度、または最後に移動した速度。 t =オブジェクトが目的地に到達するのにかかった時間。
- 例：車は45秒間走行します。車は20m / s（初速度）の速度で西に曲がり、通りの終わりの速度は23 m / s（最終速度）です。このデータに基づいて変位を計算しました。
速度と時間の値を入力します。 車が走っている時間と、初速度と最終速度がわかったので、始点から終点までの距離を見つけることができます。
- 方程式は次のようになります。s= 1/2（20 + 23）45。
値を入力したら、方程式を評価します。 用語を正しい順序で計算することを忘れないでください。そうしないと、変位がうまくいきません。
- この比較では、誤って開始速度と終了速度を切り替えても問題ありません。これらの値を最初に一緒に追加するため、これは重要ではありません。ただし、他の方程式では、開始速度と終了速度を入れ替えると、最終的な答え、つまり変位の値に影響を与える可能性があります。
- これで、方程式は次のようになります。s= 1/2（43）45。まず、43を2で割って、21.5を答えます。 21.5に45を掛けると、967.5メートルの答えが得られます。 967.5は、始点から見た車の変位です。

パート3/5：速度、加速度、時間が与えられたとき

加速度が与えられている場合は、速度と時間とともに別の比較が必要です。 このような割り当てを使用すると、オブジェクトの初速度、加速度、およびオブジェクトが道路上にある時間の長さがわかります。次の式が必要です。
- このタイプの問題の方程式は次のようになります。 s = ut + 1 /2at²。「u」はまだ初速度を表しています。「a」は、オブジェクトの加速度、またはオブジェクトの速度が変化する速度です。変数「t」は、合計時間を意味する場合もあれば、オブジェクトが加速した特定の期間を示す場合もあります。いずれにせよ、これは秒、時間などの時間単位で示されます。
- 初速度が25m / sの車が、4秒間で3 m / s2の加速度を取得するとします。 4秒後の車の排気量はどれくらいですか？
方程式の正しい場所に値を入力します。 前の式とは異なり、ここでは初速度のみが示されているため、正しい値を入力してください。
- 上記の例に基づくと、方程式は次のようになります。s= 25（4）+ 1/2（3）4²。加速度と時間の値を括弧で囲んで数値を区別すると、確かに役立ちます。
方程式を解いて変位を計算します。 方程式の演算の順序を覚えておくための簡単な方法は、ニーモニック「Mr. van Dale WaitingForAnswer」です。すべての算術演算を順番に示します（べき乗、乗算、除算、平方根、加算、および減算）。
- 方程式を詳しく見てみましょう：s = 25（4）+ 1/2（3）4²。順序は次のとおりです。4²= 16;次に、16 x 3 = 48;次に25x 4 = 100;最後の48/2 = 24の場合、方程式は次のようになります。s= 100 +24。これを追加すると、s = 124になり、変位は124メートルになります。

パート4/5：角変位の計算

オブジェクトが曲線に沿って移動するときの角変位の決定。 直線を使用して変位を計算しますが、曲線パスに沿った開始位置と終了位置の差が必要になります。
- メリーゴーランドに乗っている女の子を例にとってみましょう。彼女がホイールの外側を回転すると、彼女は円を描くように動きます。角変位は、オブジェクトが直線で移動していないときに、開始位置と終了位置の間の最短距離を見つけようとします。
- 角変位の式は次のとおりです。 θ= S / rここで、「s」は線形変位、「r」は半径、「θ」は角変位です。線形変位は、オブジェクトが円に沿って移動する距離です。半径または半径は、円の中心からのオブジェクトの距離です。角変位は私たちが知りたい値です。
線形変位と半径の値を方程式に入力します。 半径は円の中心から端までの距離であることに注意してください。演習で直径が指定されている可能性があります。その場合、円の半径を見つけるには、直径を2で割る必要があります。
- エクササイズの例：女の子がメリーゴーランドにいます。彼女の椅子は円の中心（半径）から1メートルの距離にあります。女の子が1.5メートルの円弧（線形変位）に沿って移動する場合、彼女の角変位は何ですか？
- 方程式は次のようになります：θ= 1.5 / 1。
線形変位を半径で割ります。 これにより、オブジェクトの角変位が得られます。
- 1.5 / 1の除算の後、1.5が残ります。女の子の角変位は1.5です ラジアン。
- 角変位は、オブジェクトが初期位置からどれだけ回転したかを示すため、距離ではなくラジアンで表す必要があります。ラジアンは、角度を測定するために使用される単位です。

パート5/5：変位を理解する

「距離」は「変位」とは異なる意味を持つ場合があることを理解することが重要です。「距離は、オブジェクトが合計でどれだけ移動したかについて何かを言います。
- 距離は、「スカラー量」とも呼ばれます。これは、あなたがどれだけの距離を移動したかを示す方法ですが、あなたが移動した方向については何も述べていません。
- たとえば、東に2メートル、南に2メートル、西に2メートル、北に2メートル歩くと、出発点に戻ります。合計距離は10メートルですが、終点が始点と同じであるため、変位は0メートルです。
変位は、2点の差です。 変位は、距離の場合のように動きの合計ではありません。それはあなたのスタートポイントとエンドポイントの間の部分についてだけです。
- 変位は「ベクトル量」とも呼ばれ、オブジェクトが移動している方向と比較したオブジェクトの位置の変化を指します。
- あなたが東に5メートル歩いていると想像してください。再び西に5メートル歩くと、反対方向に移動して出発点に戻ります。合計10メートル歩いても、位置は変わらず、変位は0メートルです。
動きを想像するときは、「前後に」という言葉を忘れないでください。 反対方向は、元の方向への移動を元に戻します。
- サッカーのコーチが傍観者に沿って前後にバウンドすることを想像してみてください。選手たちに指示を与えながら、彼はラインに沿って何度か前後に歩いた。コーチを監視しているとしたら、彼が移動している距離がわかります。しかし、コーチがディフェンダーに何かを言うのをやめたらどうなるでしょうか？彼が出発点とは異なる場所にいる場合、あなたはコーチの動きを（ある瞬間に）見ます。
変位は、円形のパスではなく、直線を使用して測定されます。 変位を見つけるには、2つの異なる点の間の最短経路を探します。
- 曲がった道は最終的に始点から終点へとあなたを導きますが、これは最短の道ではありません。これを想像するのを助けるために、まっすぐに歩いて、柱または他の障害物によって抑制されていると想像してください。柱を通り抜けることができないので、周りを回ってください。柱をまっすぐ通り抜けたのと同じ場所にたどり着いたとしても、そこにたどり着くまでにはもっと長い道のりを旅しなければなりませんでした。
- 変位は直線であることが好ましいが、湾曲した経路に沿って「移動する」物体の変位を測定することは可能である。これは「角変位」と呼ばれ、始点と終点の間に存在する最短距離を見つけることで計算できます。
変位は、距離ではなく負の値になる可能性があることを理解してください。 離陸した方向と反対の方向（始点に対して）に移動して終点に到達した場合、変位は負になります。
- たとえば、東に5メートル、次に西に3メートル歩くとします。技術的には開始点から2メートル離れていますが、その点で反対方向に移動しているため、変位は-2です。移動した距離を「元に戻す」ことはできないため、距離は常に正になります。
- 負の変位は、変位が減少することを意味するものではありません。これは、動きが反対方向に起こっていることを示すための単なる方法です。
距離と変位の値が同じになる場合があることを認識してください。 25メートル直進してから停止すると、方向を変えなかったという理由だけで、移動した距離は変位と等しくなります。
- これは、開始点から直線で移動し、その後方向を変えない場合にのみ可能です。たとえば、カリフォルニア州サンフランシスコに住んでいて、ネバダ州ラスベガスで仕事を得たとします。その後、仕事の近くに住むためにラスベガスに移動する必要があります。サンフランシスコからラスベガスへの直行便である飛行機に乗ると、670 kmをカバーし、排気量は670kmになります。
- ただし、サンフランシスコからラスベガスまで車で移動する場合、移動距離は670 kmのままである可能性がありますが、その間に906kmをカバーしました。運転は通常方向転換（方向転換、別のルートを取る）を伴うため、2つの都市間の最短距離よりもはるかに長い距離を移動しました。