測量運動變化率

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介紹

當我們從一個位置移動到另一個位置時，我們就說物體在運動。運動只不過是移動。每個運動物體的位移都會隨時間變化。現在，眾所周知，運動分為兩種型別：勻速運動和非勻速運動。勻速運動是恆定的，沒有變化。然而，非勻速運動是運動變化的一個例子。

現在，我們將學習物體如何隨時間改變其位置。

運動變化率是什麼意思？

我們知道，並非所有型別的運動都是恆定的，運動存在變化的可能性。運動的變化率可以定義為物體速度或速度的變化率。這種運動變化是由於任何外力造成的。

靜止和運動

這是物體在一個點和一個瞬間的兩種狀態。兩者是同時存在的，靜止和運動不能同時發生。如果一個物體靜止，則意味著它存在運動，反之亦然。

• 靜止 - 靜止是物體的一種狀態。當物體固定不動，相對於時間和周圍環境不改變位置時，我們可以說物體處於靜止狀態。當物體靜止時，沒有速度變化的運動。要檢查物體是靜止還是運動，我們必須考慮參考系。

• 運動 - 另一方面，當物體不處於靜止狀態時，物體相對於時間和周圍環境正在改變其位置。然而，位置的變化是由於任何外力造成的，它可以是人工的或自然的。此外，物體的運動在時間的瞬間具有特定的變化率和方向。

運動物體的特性

當物體運動時，它比靜止物體具有某些額外的特性。以下是運動物體的特性：

• 運動物體具有動能

• 運動物體也具有特定的運動速度或方向

• 運動物體也受到一些阻礙運動的力，例如表面的摩擦力和空氣阻力。

• 根據相對論，物體的質量也會受到運動的影響。

什麼是速度？

簡單來說，速度是物體移動時位置變化的速率。我們也可以說，運動物體在單位時間內行進的距離就是該物體的速度。

根據定義，運動物體的速度是該物體在單位時間間隔內行進路徑的長度。速度是一個標量，這意味著速度只有大小，沒有方向。速度的測量單位是米每秒。

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{行進距離}{時間}}$$

速度型別

根據計算和時間因素，速度可以分為多種型別。主要的速度型別如下。

• 勻速 - 當運動是勻速的，或者我們可以說運動物體以恆定的位置變化率運動時，速度就是勻速的。

• 非勻速 - 隨時間和路徑變化的速度稱為非勻速速度。有時由於某些原因，例如交通堵塞、破壞性道路等，我們會改變車輛的檔位，以便運動是非勻速的。

• 平均速度 - 當我們以非勻速速度駕駛汽車時，很難描述行程。因此，我們計算所有速度以測量所用平均時間。因此，當物體在不同的時間間隔內以不同的速度運動時，其平均速度為

$$\mathrm{v_{a}\:=\:\frac{v_{1}t_{1}\:+\:v_{2}t_{2}\:+\:.....\:+\:v_{n}t_{n}}{t_{1}\:+\:t_{2}\:+\:t_{3}\:+\:......\:+\:t_{n}}}$$

如果物體具有不同的速度但週期相等，則

$$\mathrm{v_{a}\:=\:\frac{v_{1}\:+\:v_{2}\:+\:.....\:+\:v_{n}}{n}}$$

• 瞬時速度 - 物體在某一時刻的速度稱為瞬時速度。它表示為

$$\mathrm{v_{i}\:=\:\lim_{\Delta t\rightarrow 0}\:\frac{\Delta\:s}{\Delta\:t}}$$

• 相對速度 - 當我們考慮一個所有物體都在運動的物體系統時，這就是速度。物體的運動可以朝任何方向。因此，一個物體相對於其他物體的速度稱為相對速度。

當兩個物體彼此接近時

$$\mathrm{v_{r}\:=\:v_{1}\:+\:v_{2}}$$

當兩個物體沿相同方向運動時

$$\mathrm{v_{r}\:=\:v_{1}\:-\:v_{2}}$$

速度計算

速度是一個標量，因此我們可以在計算中使用所有代數公式。大多數人使用工具來確定運動物體的速度。該裝置速度計用於測量物體的速度。

但是，如果我們知道距離和時間，則可以使用公式計算物體的速度

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{行進距離}{時間}}$$

我們可以使用標準測量單位𝑚𝑠−1。

結論

在以上章節中，我們分析了與物體運動相關的所有概念。在這裡，我們瞭解到，運動的變化是運動粒子的速度變化，這被稱為加速度。如果速度變化為負，則稱為減速度。

例題

1. 一個男人每天早上散步時跑400米。他用50秒完成400米的圓圈。計算該男子的速度。

解：已知

男子行進的距離為400米，男子所用的時間為50秒。因此，

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{行進距離}{時間}}$$

$$\mathrm{速度\:=\:\frac{400\:m}{50\:sec}}$$

$$\mathrm{速度\:=8\:ms^{-1}}$$

常見問題

1. 速度的量綱公式是什麼？

速度的量綱公式是$\mathrm{M^{0}\:L^{1}\:T^{-1}}$

2. 標量和向量有什麼區別？

在科學中，量被分為兩種形式：標量和向量。兩者之間的主要區別在於標量沒有方向，而向量有特定的方向。

3. 什麼是加速度？

簡單來說，我們可以說運動物體的速度變化稱為加速度。一般來說，人們認為快速移動的物體正在加速，但這並非必要。無論物體是快還是慢，如果速度沒有變化，則沒有加速度。

4. 什麼是速度？

速度是位移隨時間的變化率。速度是一個向量。

5. 速度和速度有什麼區別？

速度和速度的區別如下。

• 速度是標量，速度是向量

• 速度不能為零，但速度可以為零。

• 速度不能為負，但速度可以為負。