Droga, przemieszczenie, tor ruchu
Są to podstawowe pojęcia w kinematyce. Za ich pomocą wraz z pojęciem czasu będziemy opisywać ruch. Istotne jest zrozumienie różnic między tymi pojęciami.
Tor ruchu - linia, po której porusza się ciało.
Droga s - długość toru ruchu.
Wektor położenia - wektor o początku w początku układu współrzędnych i końcu w punkcie, w którym ciało się znajduje w danej chwili.
Przemieszczenie - wielkość wektorowa, opisująca zmianę położenia ciała w czasie. \(\Delta \vec{r}=\vec{r_B}-\vec{r_A}\)
Tor ruchu
Tor ruchu jest to linia, po której porusza się ciało fizyczne.
Przykład
Jeżeli ciało porusza się po linii prostej, to torem ruchu będzie linia prosta. Torem ruchu Ziemi wokół Słońca jest elipsa. Torem ruchu pocisku od chwili wystrzału do uderzenia jest parabola.
Wyobraź sobie zatem tor ruchu jako linię, którą rysuje ciało podczas ruchu.
Droga
Droga jest to długość toru ruchu. Wielkość tę oznaczamy zwykle literą s.
Droga jest skalarem (liczbą). Nigdy nie przyjmuje ujemnych wartości. Może tylko wzrastać wraz z upływem czasu. Można zatem powiedzieć, że droga jest niemalejącą funkcją czasu.
Przykład
Jeżeli ciało porusza się po okręgu i podczas ruchu wykona 10 pełnych obrotów, to droga przebyta przez to ciało będzie równa dziesięciokrotności obwodu okręgu, stanowiącego tor ruchu tego ciała.
Wektor położenia, wektor wodzący
Wektor położenia (wodzący) ciała w ruchu jest to wektor, którego początek znajduje się w początku układu współrzędnych (odniesienia), a koniec w punkcie, w którym dane ciało się znajduje w zadanej chwili.
Wektor położenia został zobrazowany na poniższym rysunku.
Po co wprowadzać pojęcie wektorowe dla położenia? Czy nie wystarczy określić położenia za pomocą współrzędnych w układzie współrzędnych? Niedługo przekonasz się, że nie. Wprowadzenie opisu wektorowego do położenia umożliwi nam określanie kierunku ruchu. Skalar nie opisuje kierunku, zaś wektor z definicji go posiada.
Przemieszczenie
Przemieszczenie jest to wielkość wektorowa, opisująca zmianę położenia ciała w czasie.
Jeżeli ciało przemieściło się z punktu A do punktu B, to wektor przemieszczenia opisujemy wzorem:
Zilustrujemy to jeszcze rysunkiem oraz symulacją.
Zauważ, że przemieszczenie opisuje nam oprócz początkowego i końcowego punktu ruchu także kierunek ruchu. Przemieszczenie może przyjmować ujemne wartości! Zauważ też, że przemieszczenie nie jest równe drodze w ruchu (przećwicz to na symulacji). Sprawdź czemu jest równe przemieszczenie, gdy ciało wykona pełny obrót w ruchu. Zauważ że jest to wektor zerowy! Pojęcie przemieszczenia okazuje się niezwykle istotne przy definiowaniu prędkości ruchu.
Warto tutaj zapoznać się z wiedzą na temat wektorów. Rachunek wektorowy będzie potrzebny w dalszych rozważaniach.
Inne zagadnienia z tej lekcji
Ruch
Prędkość
Przyspieszenie© medianauka.pl, 2011-11-06, A-1524
Data aktualizacji artykułu: 2025-03-31