..:: FIZYKA ::..

Kinematyka

Część III
Droga a przemieszczenie

Droga jako odcinek toru

Droga zazwyczaj jest kojarzona z nawierzchnią po jakiej się poruszamy. Może to być asfaltowe podłoże autostrady albo wyboista pełna nierówności ścieżka w terenie niedotkniętym cywilizacją. W fizyce kiedy mówimy o drodze oczywiście posiadamy potoczne jej rozumienie ale dodatkowo je uściślamy.

Wyobraźmy sobie, że poruszające się ciało (jakiekolwiek: rakieta, cząstka elementarna, robak, samochód,…) pozostawia za sobą ślad. Będziemy go nazywali torem ruchu. Natomiast dowolny odcinek tego toru przebyty między dwoma konkretnymi chwilami czasu będziemy nazywali drogą.

W ten sposób nie tylko to co porucza się po nawierzchni przebywa jakąś drogę ale także spadające ciało czy wysłany impuls świetlny.

Teraz na podstawie wcześniejszych tematów i tego co zostało tutaj napisane wiemy, że każde ciało, które w dwóch różnych chwilach czasu zajmowało różne położenia w wybranym przez nas układzie odniesienia przebyło określoną drogę.

Kilka różnych dróg przedstawiliśmy w układzie współrzędnych na rysunku poniżej.

Drogi w układzie współrzędnych

Widzimy, że droga między dwoma punktami może przyjąć dowolny kształt w zależności od tego jak poruszało się ciało.

Klasyfikacja ruchu ze względu na kształt drogi

Możemy powiedzieć że ciała poruszają się:

  • po liniach prostych (ruch prostoliniowy);
  • po liniach krzywych (ruch krzywoliniowy):
    • po okręgu lub jego wycinku (droga w kształcie okręgu lub jego części);
    • po elipsie;
    • po dowolnej krzywej (dowolna krzywa może być zbudowana wielu połączonych ze sobą różnych wycinków okręgu).

Droga a przemieszczenie

Teraz bliżej przyjrzymy się kolejnemu pojęciu związanemu z ruchem. Mowa jest o przemieszczeniu. Jeśli się poruszamy to dokonujemy przemieszczenia. Zaraz! Zaraz! Czy zawsze? Możliwa jest przecież sytuacja, w której poruszamy się od rana do nocy odwiedzając w międzyczasie wiele miejsc by w końcu wylądować w tym samym łóżku. Jesteśmy w puncie wyjścia i nie przemieściliśmy się choć przebyliśmy ładny kawał drogi.

Dobrą tego ilustracją jest poniższy schemat.

Jednowymiarowy układ współrzędnych

Na pierwszym rysunku zaznaczyliśmy różne drogi między dwoma punktami A i B oraz za pomocą wektora (odcinka skierowanego, strzałki) przemieszczenie.

Na drugim rysunku pokazaliśmy jak można przejść od punktu A do punktu C przez położenie B nie dokonując ostatecznie żadnego przemieszczenia.

Jak widzimy droga w rozumieniu potocznym nie jest dokładnie tym samym co w rozumieniu fizycznym. Nie mniej to potoczne rozumienie pozwała nam wyobrazić sobie drogę jako fragment toru ruchu. Ma ona jakiś kształt i długość. Nie ma zarazem określonego kierunku.

Inaczej jest z przemieszczeniem. Tu startujemy w punkcie A by dotrzeć do B. Jeśli punkt startu leży w innym miejscu niż punkt docelowy (opisują go inne liczby w układzie współrzędnych) wówczas przemieszczenie odbyło się na jakimś kierunku (na prostej przechodzącej przez punkty A i B) i było zwrócone w stronę punktu B. Takie cechy razem jak: długość, kierunek i zwrot posiada wektor.

Przemieszczenie jako wielkość wektorowa, pojęcie wektora

Zanim przyjrzymy się bliżej przemieszczeniu poznamy definicję wektora.

Wektorem będziemy nazywali odcinek skierowany który posiada:

  • wartość - wartość podajemy w postaci liczby odpowiadającej jego długości;
  • kierunek - pod tą nazwą kryje się prosta na której leży wektor;
  • zwrot - pozwala nam określić orientację na kierunku (na przykład jeśli kierunek jest linią poziomą to zwrot może być w prawo lub w lewo).
Wektor AB

Dokonując przemieszczenia poruszamy się na określonym kierunku w którąś ze stron. Oczywiście w przypadku wartości przemieszczenia obok liczby musimy podać jednostkę. Spoglądając na poniższy rysunek wszystko staje się jasne. Przemieszczenie jest wektorem! Droga nie.

Przemieszczenie w układzie współrzędnych

Droga a przemieszczenie   „KĄT” Fizyka

Ponieważ wprowadzamy w tym temacie pojęcie wektora (przemieszczenie) koniecznie trzeba przećwiczyć w jaki sposób składają (dodają) się wektory w celu wyznaczenia tego, który jest wypadkowym. Pomocna w tym może być poniższa symulacja:
   »»»   
Dodawanie wektorów

Koniec części III



..:: Kinematyka :: Spis treści ::..    ..:: Spis treści :: Kinematyka ::..

      »»»    Względność ruchu Część I
      »»»    Położenie względem układu współrzędnych Część II
      »»»    Droga a przemieszczenie Część III
      »»»    Działania na wektorach Część IV
      »»»    Szybkość w ruchu jednostajnym prostoliniowym Część V
      »»»    Prędkość średnia i chwilowa Część VI
      »»»    Przyspieszenie, jego wartość Część VII
      »»»    Przyspieszenie średnie i chwilowe Część VIII
      »»»    Wykresy ruchu Część IX
      »»»    Równania ruchu Część X
      »»»    Przyspieszenie i prędkość jako wektory Część XI
      »»»    Prędkość liniowa w ruchu po okręgu Część XII
      »»»    Przyspieszenie w ruchu po okręgu Część XIII
      »»»    Prędkość kątowa w ruchu po okręgu Część XIV

Jeśli masz jakieś uwagi, pytania odnośnie tego działu skorzystaj z
forum fizyka

GÓRA         SZKOŁA         

©2007-2016 Licencja Creative Commons