Article sobre les quantitats de la física en el moviment lineal
1. Interval de temps
Quan un objecte es mou d'un lloc a un altre, necessita un interval de temps determinat. El símbol del temps és t (temps). La unitat de temps del sistema internacional és el segon (s).
2. Distància i desplaçament
La distància és la longitud del camí que ha seguit un objecte. La distància és una magnitud escalar, on la magnitud no depèn de la direcció. El símbol de distància és d i la unitat del sistema internacional és el metre (m).
El desplaçament és un canvi en la posició d'un objecte. El desplaçament són magnituds vectorials, de manera que el desplaçament consisteix en la magnitud del desplaçament i la direcció del desplaçament. El desplaçament depèn de la direcció, de manera que pot ser positiu o negatiu. Si es representa en coordenades cartesianes, segons la concordança, si la direcció del desplaçament és en la direcció de l'eix x positiu i l'eix y positiu, el desplaçament és positiu. Per contra, si la direcció del desplaçament és en la direcció de l'eix x negatiu i l'eix y negatiu, el desplaçament és negatiu. La direcció del desplaçament també s'indica habitualment com a nord, est, sud i oest. El símbol de desplaçament és d i la unitat del sistema internacional és el metre (m).
Problema de mostra 1:
Un estudiant es mou cap a l'est fins a 2 metres. Quina és la distància i la magnitud del desplaçament de l'estudiant?
a = posició inicial, b = posició final.
Distància (d) = 2 m
La magnitud del desplaçament (d) = 2 m. Direcció del desplaçament = est
Problema de mostra 2:
Un estudiant es mou cap a l'est fins a 2 metres i després es mou cap a l'oest fins a 2 metres. Quina és la distància i la magnitud del desplaçament de l'estudiant?
a = posició inicial i posició final
Distància (d) = 2 m + 2 m = 4 m
La magnitud del desplaçament (d) = 2 m – 2 m = 0. Posició final = posició inicial, de manera que no hi ha desplaçament.
Problema de mostra 3:
Un estudiant es mou cap a l'est fins a 2 metres i després es mou cap a l'oest fins a 1 metre. Quina és la distància i la magnitud del desplaçament de l'estudiant?
a = posició inicial, b = posició final.
Distància (d) = 2 m + 1 m = 3 m
La magnitud del desplaçament (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Direcció del desplaçament = est
3. Velocitat i velocitat
La velocitat és una magnitud escalar, mentre que la velocitat és una magnitud vectorial. La velocitat consisteix en una magnitud de velocitat i una direcció de velocitat. El símbol de la velocitat és v i el símbol de la velocitat és v (velocitat). La unitat del sistema internacional de velocitat i desplaçament són els metres per segon (m/s).
a. Velocitat mitjana i velocitat mitjana
Problema de mostra 1:
Un estudiant es mou cap a l'est fins a 2 metres durant 1 segon. Quina és la velocitat mitjana i la magnitud de la velocitat mitjana de l'estudiant?
La direcció de la velocitat mitjana = direcció del desplaçament = cap a l'est
Problema de mostra 2:
Un estudiant es mou cap a l'est fins a 2 metres durant 1 segon i després es mou cap a l'oest fins a 1 metre durant 2 segons. Quina és la velocitat mitjana i la magnitud de la velocitat mitjana de l'estudiant?
Direcció de la velocitat mitjana = direcció del desplaçament = cap a l'est
b. Velocitat instantània i velocitat instantània
Velocitat instantània = distància molt petita recorreguda durant un interval de temps molt curt. La magnitud de la velocitat instantània = desplaçament molt petit recorregut durant un interval de temps molt curt. Si alguna vegada heu conduït una motocicleta o un cotxe, segur que heu vist un velocímetre. Quan conduïu una motocicleta, la velocitat d'una motocicleta canvia i la mostra el velocímetre.
En física, la velocitat instantània sovint s'abrevia com a speed. De la mateixa manera, la velocitat instantània sovint s'abrevia com a speed. Tingueu en compte que podem substituir la magnitud de la velocitat per speed. Això és degut a que la magnitud de la velocitat es considera igual a la velocitat. La magnitud de la velocitat es considera igual a la velocitat perquè la distància i la magnitud del desplaçament són les mateixes si és molt petit. Tot i que la distància i la magnitud del desplaçament no sempre són les mateixes (compareu amb la discussió sobre distància i desplaçament), si la distància i la magnitud del desplaçament són molt petites, han de tenir el mateix valor.
4. Acceleració
L'acceleració és una quantitat vectorial, per tant, hi ha la magnitud de l'acceleració i la direcció de l'acceleració. El símbol de l'acceleració és una (acceleració). La unitat SI d'acceleració és metres per segon al quadrat (m/s² ).
a. Acceleració mitjana
Problema de mostra:
Un cotxe comença a moure's cap a l'est des del repòs fins que arriba a una velocitat de 10 m/s durant 5 segons. Calcula la magnitud de l'acceleració mitjana!
La direcció de l'acceleració mitjana és cap a l'est.
De mitjana, la velocitat del cotxe augmenta 2 m/s cada segon. Si la magnitud de l'acceleració del cotxe és constant, la velocitat del cotxe sempre augmenta 2 m/s cada segon. Si la magnitud de l'acceleració del cotxe no és constant, la velocitat del cotxe no sempre augmenta 2 m/s cada segon. Que la velocitat del cotxe augmenti 1 m/s en el primer segon i després 3 m/s en el segon. Però de mitjana, quan es mou durant 5 segons, la magnitud de la velocitat del cotxe augmenta 2 m/s cada segon.
b. Acceleració instantània
L'acceleració instantània és un canvi de velocitat durant un interval de temps molt curt. L'acceleració instantània sovint s'anomena acceleració. Per tant, si es diu que és acceleració, el que es vol dir és acceleració instantània. Es diu que un objecte experimenta acceleració si la seva velocitat canvia. La velocitat també és una quantitat vectorial, que inclou la magnitud de la velocitat i la direcció de la velocitat. Per tant, hi ha tres condicions en què es diu que un objecte en moviment accelera. Primer, es diu que un objecte experimenta acceleració si la magnitud de la velocitat o la velocitat canvia (la direcció de la velocitat és constant).
En el primer exemple, un cotxe està inicialment en repòs (v = 0). Un segon més tard, la seva velocitat augmenta a 5 m/s. La velocitat del cotxe augmenta, de manera que es diu que el cotxe està accelerant. En el segon exemple, un cotxe es mou inicialment a una velocitat de 5 m/s. Un segon després, el cotxe s'atura. La velocitat del cotxe disminueix perquè es diu que el cotxe experimenta una acceleració negativa o que el cotxe experimenta una desacceleració. En segon lloc, es diu que un objecte experimenta acceleració si la direcció de la seva velocitat canvia (la magnitud de la velocitat o la velocitat és constant). Direcció de la velocitat = direcció de desplaçament = direcció de moviment. En tercer lloc, es diu que un objecte experimenta acceleració si tant la magnitud com la direcció de la seva velocitat canvien.
