Artikolo pri la kvantoj de fiziko en la lineara movo
1. Tempintervalo
Kiam objekto moviĝas de unu loko al alia, la objekto bezonas certan tempintervalon. La temposimbolo estas t (tempo). La internacia sistema mezurunuo de tempo estas sekundo (s).
2. Distanco kaj delokiĝo
Distanco estas la longo de la vojo prenita de objekto. Distanco estas skalara kvanto, kie la kvanto ne dependas de direkto. La distancsimbolo estas d kaj la internaciasistema unuo estas metro (m).
Delokiĝo estas ŝanĝo en la pozicio de objekto. Delokiĝo estas vektora kvanto, do delokiĝo konsistas el la grando de la delokiĝo kaj la direkto de la delokiĝo. La delokiĝo dependas de la direkto, tiel ke ĝi povas esti pozitiva aŭ negativa. Se ĝi estas montrata en karteziaj koordinatoj, tiam laŭ la interkonsento, se la direkto de la delokiĝo estas en la direkto de la pozitiva x-akso kaj la pozitiva y-akso, tiam la delokiĝo estas pozitiva. Male, se la direkto de la delokiĝo estas en la direkto de la negativa x-akso kaj la negativa y-akso, tiam la delokiĝo estas negativa. La direkto de la delokiĝo ankaŭ estas kutime deklarita en nordo, oriento, sudo, okcidento. La simbolo de delokiĝo estas d kaj la internacia sistemo-unuo estas metro (m).
Ekzempla problemo 1:
Studento moviĝas orienten ĝis 2 metrojn. Kio estas la distanco kaj la grando de la delokiĝo de la studento?
a = komenca pozicio, b = fina pozicio.
Distanco (d) = 2 metroj
La grando de la delokiĝo (d) = 2 m. Direkto de la delokiĝo = orienten
Ekzempla problemo 2:
Studento moviĝas orienten ĝis 2 metrojn kaj poste moviĝas okcidenten ĝis 2 metrojn. Kio estas la distanco kaj grando de la delokiĝo de la studento?
a = komenca pozicio kaj fina pozicio
Distanco (d) = 2 m + 2 m = 4 m
La grando de la delokiĝo (d) = 2 m – 2 m = 0. Fina pozicio = komenca pozicio, tiel ke ne estas delokiĝo.
Ekzempla problemo 3:
Studento moviĝas orienten ĝis 2 metrojn kaj poste okcidenten ĝis 1 metron. Kio estas la distanco kaj grando de la delokiĝo de la studento?
a = komenca pozicio, b = fina pozicio.
Distanco (d) = 2 m + 1 m = 3 m
La grando de la delokiĝo (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Direkto de la delokiĝo = orienten
3. Rapido kaj rapideco
Rapido estas skalara kvanto, dum rapido estas vektora kvanto. Rapido konsistas el grando de rapido kaj direkto de rapido. La simbolo de rapido estas v kaj la simbolo de rapido estas v (rapideco). La internacia sistema unuo de rapido kaj rapideco estas metroj por sekundo (m/s).
a. Averaĝa rapido kaj averaĝa rapideco
Ekzempla problemo 1:
Studento moviĝas orienten ĝis 2 metrojn dum 1 sekundo. Kio estas la averaĝa rapido kaj la grando de la averaĝa rapido de la studento?
La direkto de la averaĝa rapido = direkto de delokiĝo = orienten
Ekzempla problemo 2:
Studento moviĝas orienten ĝis 2 metrojn dum 1 sekundo kaj poste moviĝas okcidenten ĝis 1 metron dum 2 sekundoj. Kio estas la averaĝa rapido kaj la grando de la averaĝa rapido de la studento?
Direkto de averaĝa rapido = direkto de delokiĝo = orienten
b. Momenta rapido kaj tuja rapido
Momenta rapido = tre malgranda distanco vojaĝita dum tre mallonga tempointervalo. La grandeco de la momenta rapido = tre malgranda delokiĝo vojaĝita dum tre mallonga tempointervalo. Se vi iam veturis per motorciklo aŭ aŭto, vi certe vidis rapidometron. Kiam vi veturas per motorciklo, la rapido de motorciklo ŝanĝiĝas kaj estas montrata per la rapidometro.
En fiziko, tuja rapido ofte mallongiĝas kiel *speed*. Simile, la tuja rapido ofte mallongiĝas kiel *rapideco*. Bonvolu noti, ke ni povas anstataŭigi la grandon de la rapido per *speed*. Ĉi tio estas ĉar la grando de rapido estas konsiderata egala al *speed*. La grando de rapido estas konsiderata egala al *speed* ĉar distanco kaj la grando de delokiĝo estas la samaj se ĝi estas tre malgranda. Kvankam la distanco kaj la grando de la delokiĝo ne ĉiam estas la samaj (komparu kun la diskuto pri distanco kaj delokiĝo), sed se la distanco kaj la grando de la delokiĝo estas tre malgrandaj, tiam ili devas havi la saman valoron.
4. Akcelo
Akcelo estas vektora kvanto, do ekzistas la grando de la akcelo kaj la direkto de la akcelo. La simbolo de akcelo estas (akcelo). La SI-unuo de akcelo estas kvadrataj metroj por sekundo (m/s² ).
a. Meza akcelo
Ekzempla problemo:
Aŭto komencas moviĝi orienten de ripozo ĝis ĝi atingas rapidon de 10 m/s dum 5 sekundoj. Kalkulu la grandecon de la averaĝa akcelo!
La direkto de la averaĝa akcelo estas orienten.
Averaĝe, la rapido de la aŭto pliiĝas je 2 m/s ĉiun sekundon. Se la grando de la akcelo de la aŭto estas konstanta, tiam la rapido de la aŭto ĉiam pliiĝas je 2 m/s ĉiun sekundon. Se la grando de la akcelo de la aŭto ne estas konstanta, tiam la rapido de la aŭto ne ĉiam pliiĝas je 2 m/s ĉiun sekundon. Eble la rapido de la aŭto pliiĝas je 1 m/s en la unua sekundo, poste pliiĝante je 3 m/s en la dua. Sed averaĝe, kiam oni moviĝas dum 5 sekundoj, la grando de la rapido de la aŭto pliiĝas je 2 m/s ĉiun sekundon.
b. Tuja akcelo
Tuja akcelo estas ŝanĝo de rapido dum tre mallonga tempointervalo. Tuja akcelo ofte nomiĝas akcelo. Tial, se ĝi estas dirita esti akcelo, tio, kio estas celita, estas tuja akcelo. Objekto laŭdire spertas akcelon se ĝia rapido ŝanĝiĝas. Rapido ankaŭ estas vektora kvanto, kiu inkluzivas la grandecon de la rapido kaj la direkton de la rapido. Tial ekzistas tri kondiĉoj, en kiuj moviĝanta objekto laŭdire akcelas. Unue, objekto laŭdire spertas akcelon se la grandeco de la rapido aŭ rapido ŝanĝiĝas (la direkto de la rapido estas konstanta).
En la unua ekzemplo, aŭto komence estas en ripozo (v = 0). Unu sekundon poste ĝia rapido pliiĝas al 5 m/s. La rapido de la aŭto pliiĝas, do oni diras, ke la aŭto akcelas. En la dua ekzemplo, aŭto komence moviĝas je rapido de 5 m/s. Unu sekundon poste la aŭto haltas. La rapido de la aŭto malpliiĝas, ĉar oni diras, ke la aŭto spertas negativan akceladon aŭ la aŭto spertas malakceliĝon. Due, oni diras, ke objekto spertas akceladon, se la direkto de ĝia rapido ŝanĝiĝas (la grando de rapido aŭ rapido estas konstanta). Direkto de rapido = direkto de delokiĝo = direkto de movado. Trie, oni diras, ke objekto spertas akceladon, se kaj la grando kaj la direkto de ĝia rapido ŝanĝiĝas.
