Beregne forskyvning (med bilder)

Innhold

Trinn
Tips
Nødvendigheter

Begrepet forskyvning i fysikk refererer til endringen snarere enn et objekt. Ved beregning av forskyvning måler du hvor mye et objekt har beveget seg, basert på data fra startposisjon og sluttposisjon. Formelen du bruker for å bestemme forskyvningen avhenger av variablene som er gitt for et problem. Ta følgende trinn for å lære hvordan du beregner forskyvningen av et objekt.

Trinn

Del 1 av 5: Beregning av den resulterende forskyvningen

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 1

1. Bruk formelen for den resulterende forskyvningen ved å bruke lengdeenheten som brukes til å spesifisere start- og sluttposisjonen. Mens avstand er forskjellig fra forskyvning, vil en uttalelse om resulterende forskyvning indikere hvor mye "måler" har forkastet en gjenstand. Bruk disse måleenhetene til å beregne forskyvningen, hvor langt et objekt er fra dets opprinnelige plassering.

Ligningen for den resulterende forskyvningen er: s = √x²+y²."s" står for forskyvning.X er den første retningen objektet beveger seg og y er den andre retningen objektet beveger seg. Hvis objektet ditt bare beveger seg i én retning, er y = 0.
Et objekt kan bare bevege seg i maksimalt 2 retninger, fordi det å bevege seg langs nord-sør-linjen eller øst-vest-linjen anses som nøytral.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 2

2. Koble til prikkene i henhold til bevegelsesrekkefølgen og merk disse prikkene fra A-Å.Bruk en linjal til å tegne rette linjer fra punkt til punkt.

Ikke glem å koble startpunktet med sluttpunktet ved hjelp av en rett linje.Dette er forskyvningen vi skal beregne.

For eksempel, hvis et objekt beveger seg først 300 meter i østlig retning og deretter 400 meter i nordlig retning, dannes en rettvinklet trekant. AB er den første siden og BC er den andre siden av trekanten.AC er hypotenusen til trekanten og verdien er forskyvningen av objektet. I dette eksemplet er de to retningene "øst" og "Nord."

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 3

3. Skriv inn verdiene for x² og y².Nå som du vet retningen objektet ditt beveger seg i, kan du begynne å fylle ut verdiene for de relevante variablene.

For eksempel, x = 300 og y = 400.Din ligning ser nå slik ut: s = √300² + 400².

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 4

4. Regn ut ligningen. Regn ut først 300² og deretter 400², legg dem sammen og trekk fra kvadratroten av summen.

For eksempel: s = √90000 + 160000.s = √250000.s = 500.Du vet nå at forskyvningen er lik 500 meter.

Del 2 av 5: Kjenne til hastighetsvektoren og tidens varighet

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 5

1. Bruk denne formelen hvis oppgaven gir hastighetsvektoren og tidens varighet. Det kan skje at et fysikkproblem ikke sier et ord om tilbakelagt avstand, men sier hvor lenge et objekt har reist og med hvilken hastighet. Du kan deretter beregne forskyvningen ved å bruke tidsvarigheten og hastigheten.

I dette tilfellet vil ligningen se slik ut: s = 1/2(u + v)t.u = starthastigheten til objektet, hastigheten som objektet begynte å bevege seg i en bestemt retning.v = objektets slutthastighet, eller hvor fort den gikk på slutten. t = hvor lang tid det tok objektet å nå målet.
For eksempel: En bil kjører i 45 sekunder.Bilen svingte mot vest med en hastighet på 20 m/s (utgangshastighet) og ved enden av gaten er hastigheten 23 m/s (slutthastighet). Beregnet forskyvningen basert på disse dataene.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 6

2. Skriv inn verdiene for hastighet og tid. Nå som du vet hvor lenge bilen har kjørt, og hva start- og slutthastigheten var, kan du finne avstanden fra startpunktet til sluttpunktet.

Ligningen vil se slik ut: s = 1/2(20 + 23)45.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 7

3. Regn ut ligningen når du har lagt inn verdiene. Husk å beregne vilkårene i riktig rekkefølge ellers vil forskyvningen gå galt.

For denne ligningen spiller det ingen rolle om du tilfeldigvis bytter start- og slutthastigheten. Fordi du legger disse verdiene sammen først, spiller det ingen rolle. Men i andre ligninger kan bytte av start- og slutthastigheter påvirke det endelige svaret, eller verdien av forskyvningen.

Ligningen din ser nå slik ut: s = 1/2(43)45.Del først 43 på 2, som gir 21,5 som svar. Multipliser 21,5 med 45, som gir 967,5 meter som svar.967,5 er forskyvningen til bilen, sett fra startpunktet.

Del 3 av 5: Når hastighet, akselerasjon og tid er gitt

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 8

1. En annen ligning er nødvendig hvis akselerasjonen er gitt for et problem, sammen med hastigheten og tiden. Med en slik oppgave vet du hva starthastigheten til objektet har vært, hva akselerasjonen er og hvor lenge objektet har vært på veien. Du trenger følgende ligning.

Ligningen for denne typen problemer ser slik ut: s = ut + 1/2at².De "du" representerer fortsatt starthastigheten; De "en" er objektets akselerasjon, eller også hvor raskt objektets hastighet endres. Variabelen"t" kan enten bety den totale tiden, eller det kan indikere en bestemt periode hvor objektet har akselerert. Uansett, dette er indikert i tidsenheter som sekunder, timer osv.
Anta at en bil med en starthastighet på 25 m/s får en akselerasjon på 3 m/s2 i en periode på 4 sekunder.Hva er forskyvningen til bilen etter 4 sekunder?

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 9

2. Fyll inn verdiene på riktig sted i ligningen. I motsetning til den forrige ligningen, vises kun starthastigheten her, så sørg for at du oppgir riktige verdier.

Basert på eksemplet ovenfor, skal ligningen din nå se slik ut: s = 25(4) + 1/2(3)4².Det kan sikkert hjelpe hvis du setter parentes rundt akselerasjons- og tidsverdiene for å holde tallene adskilt fra hverandre.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 10

3. Beregn forskyvningen ved å løse ligningen. En rask måte å hjelpe deg med å huske rekkefølgen av operasjoner i en ligning er mnemonikken "Mr. Dale venter på svar".Indikerer alle aritmetiske operasjoner i riktig rekkefølge (overdrivelse, multiplikasjon, divisjon, rotlegging, addisjon og subtraksjon).

La oss se nærmere på ligningen: s = 25(4) + 1/2(3)4². Rekkefølgen er: 4² = 16; deretter 16 x 3 = 48; deretter 25 x 4 = 100; og hvis sist 48/2 = 24. Ligningen ser nå slik ut: s = 100 + 24.Etter addisjon gir dette s = 124, så forskyvningen er 124 meter.

Del 4 av 5: Beregning av vinkelforskyvningen

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 11

1. Bestemme vinkelforskyvningen når et objekt beveger seg langs en kurve. Selv om dette fortsatt innebærer å beregne forskyvningen ved hjelp av en rett linje, trenger du forskjellen mellom start- og sluttposisjon langs en buet bane.

Ta som eksempel en jente som er på karusell. Mens hun snurrer rundt utsiden av hjulet, beveger hun seg i en sirkel. Vinkelforskyvning prøver å finne den korteste avstanden mellom start- og sluttposisjon hvis et objekt ikke beveger seg i en rett linje.
Formelen for vinkelforskyvningen er: θ = S/r, hvorved "s" står for den lineære forskyvningen, "r" for radius, og "θ" vinkelforskyvningen er.Lineær forskyvning er avstanden et objekt beveger seg langs en sirkel.Radius er avstanden til et objekt fra sentrum av sirkelen.Vinkelforskyvning er verdi vi ønsker å vite.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 12

2. Plugg verdiene til den lineære forskyvningen og radius inn i ligningen. Husk at radius er avstanden fra sentrum av en sirkel til kanten; det kan være at diameteren er gitt for et problem, i så fall må du dele det på 2 for å finne radiusen (radiusen) til sirkelen.

Et eksempel på en oppgave: En jente sitter på en karusell. Hennes sete er i en avstand på 1 meter fra sentrum av sirkelen (radiusen). Hvis jenta beveger seg langs en 1,5 meter lang sirkelbue (lineær forskyvning), hva er hennes vinkelforskyvning?

Ligningen ser slik ut: θ = 1,5/1.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 13

3. Del den lineære forskyvningen med radiusen.Dette vil gi deg vinkelforskyvningen av objektet.

Etter divisjon 1,5/1 sitter du igjen med 1,5.Jentas vinkelforskyvning er 1,5 radianer.

Siden vinkelforskyvning indikerer hvor mye et objekt har blitt rotert fra sin utgangsposisjon, er det nødvendig å representere dette i radianer, ikke som en avstand. Radianer er enheter som brukes til å måle vinkler.

Del 5 av 5: Forstå forskyvning

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 14

1. Det er viktig å forstå det "avstand" noen ganger betyr noe annet enn "forskyvning."Avstand sier noe om hvor langt en gjenstand har beveget seg totalt.

Avstand er noe vi også kaller en "skalar" å nevne. Det er en måte å indikere hvor lang avstand du har reist, men sier ingenting om retningen du har beveget deg.
Hvis du for eksempel går 2 meter mot øst, 2 meter mot sør, 2 meter mot vest og igjen 2 meter mot nord, er du tilbake ved startpunktet. Selv om du har tilbakelagt en total avstand på 10 meter, er forskyvningen din lik 0 meter, fordi endepunktet er lik startpunktet.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 15

2. Forskyvning er forskjellen mellom to punkter. Forskyvning er ikke en sum av bevegelser slik tilfellet er med avstand; det handler bare om delen mellom start- og sluttpunktet.

Forskyvning kalles også en "vektor mengde" referert til som endringen i posisjonen til et objekt sammenlignet med retningen objektet beveger seg i.

Anta at du går 5 meter mot øst. Går du 5 meter vestover igjen, beveger du deg i motsatt retning, tilbake til utgangspunktet ditt. Selv om du har gått totalt 10 meter, har posisjonen din ikke endret seg og forskyvningen er derfor 0 meter.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 16

3. Husk ordene godt "frem og tilbake" når du prøver å forestille deg en forskyvning. Den motsatte retningen opphever bevegelsen i den opprinnelige retningen.

Se for deg en fotballtrener som spretter frem og tilbake langs sidelinjen.Mens han ga veibeskrivelse til spillerne, har han gått nedover linjen flere ganger, frem og tilbake. Hvis du hele tiden ville holde et øye med treneren, ville du se avstanden han reiser. Men anta at treneren stopper for å si noe til en forsvarer? Hvis han er på et sted som er forskjellig fra utgangspunktet hans, så ser du på trenerens bevegelse (på et bestemt tidspunkt).

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 17

4. Forskyvningen måles langs en rett linje, ikke langs en sirkulær bane. For å finne ut bevegelsen ser du etter den korteste veien mellom to forskjellige punkter.

En buet sti vil til slutt føre deg fra startpunkt til sluttpunkt, men dette er ikke den korteste veien. For å hjelpe deg med å visualisere dette, forestill deg å gå i en rett linje og bli stoppet av en søyle eller en annen hindring. Du kan ikke gå gjennom søylen, så du går rundt den. Selv om du havner på samme sted som om du hadde gått rett gjennom søylen, måtte du likevel reise en lengre vei for å komme dit.

Selv om forskyvningen fortrinnsvis er i en rett linje, er det mulig å måle forskyvningen til et objekt som "vi vil" beveger seg langs en krokete sti. Dette kalles "vinkelforskyvning" og den kan beregnes ved å finne den korteste avstanden som finnes mellom startpunkt og sluttpunkt.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 18

5. Vennligst forstå at forskyvning også kan ha en negativ verdi, i motsetning til avstand. Hvis endepunktet nås ved å bevege deg i en retning motsatt av retningen du startet (i forhold til startpunktet), så er forskyvningen negativ.

Anta for eksempel at du går 5 meter mot øst og deretter 3 meter mot vest. Selv om du teknisk sett er 2 meter unna utgangspunktet ditt, er forskyvningen -2 fordi du beveger deg i motsatt retning på det punktet.Avstanden vil alltid være positiv, fordi du ikke vet en distanse du har tilbakelagt "ugjort" kan lage.

Negativ forskyvning betyr ikke at forskyvningen avtar. Det er rett og slett en måte å indikere at bevegelsen er i motsatt retning.

Bilde med tittelen Calculate Displacement Step 19

6. Innse at avstands- og forskyvningsverdiene noen ganger kan være de samme. Hvis du går rett i 25 meter og deretter stopper, er avstanden du har tilbakelagt lik forskyvningen, rett og slett fordi du ikke har endret retning.

Så dette er kun mulig hvis du beveger deg i en rett linje fra utgangspunktet, og uten å endre retning etterpå.Anta for eksempel at du bor i San Francisco, California og får jobb i Las Vegas, Nevada. Du må da flytte til Las Vegas for å bo nærmere arbeidet ditt. Hvis du tar flyet, et direktefly fra San Francisco til Las Vegas, har du reist 670 km og forskyvningen er derfor 670 km.

Men hvis du reiser med bil fra San Francisco til Las Vegas, kan avstanden din fortsatt være 670 km, men du har reist 906 km i mellomtiden.Siden kjøring vanligvis innebærer en retningsendring (slå av, ta en annen rute), har du reist en mye større avstand enn den korteste avstanden mellom de to byene.