Узнайте о понятии положения в физике. Узнайте, как использовать уравнение положения для записи вектора положения объекта. Смотрите примеры расчетов на основе положения объекта.
Определение положения объекта
Где сейчас находится кресло? Может быть, перед компьютером или в гостиной? Где бы ни находилось кресло, это и есть позиция. Позиция - это место или точка, где что-то или кто-то находится или был размещен по отношению к другим вещам. В физике мы обсуждаем положение относительно оси x, y. Местоположение может быть определено с помощью простого объяснения, например, перед компьютером, или оно может быть определено более точно, используя долготу и широту места на Земле. Адрес - это местоположение, в котором расположен дом или сооружение. Широта и долгота Земли - это ось, с помощью которой представлено положение на Земле.
В физике положение является важной частью информации, поскольку оно используется во многих уравнениях движения. Физика также использует точное определение положения как точки происхождения или существования. Обычно это представлено на графике по оси x-y. Исходное положение чего-либо - это его происхождение. Начало графика x-y - это точка, где две оси сходятся в точке x,y (0,0) (0 на графике ниже). Когда объект перемещается из своего исходного положения, изменение положения можно рассчитать, отметив смещение объекта. Смещение - это векторная величина, которая сообщает вам, как далеко и в каком направлении переместился объект. Путь, пройденный объектом от начала координат до конечного положения, - это расстояние, пройденное объектом.
Координатная сетка x-y
График x-y, ось x которого проходит слева направо, а ось y - вверх и вниз
Положение, как векторная величина
Векторная величина - это величина, для которой направление имеет значение. Вектор наиболее точно описывает положение и смещение объекта. Расстояние, которое проходит объект, является скалярным измерением и к нему не привязано направление. Это просто количество перемещенных единиц. Например, автомобиль проезжает расстояние в 5 миль, однако смещение (векторная мера) автомобиля может быть равно нулю, если пройденное расстояние составляло 2,5 мили от начала координат, затем 2,5 мили обратно к началу координат. Как вы можете видеть, мера смещения дает термины направления "от" и "к".
Уравнение вектора положения объекта
Как объяснялось выше, исходное положение чего-либо - это его происхождение. Начало графика x-y - это точка, где две оси сходятся в точке x,y (0,0). Когда движение происходит только по одной оси, уравнение Δx=xf−xi может быть использовано. Это означает, что изменение в x (Δx) может быть найдено путем вычитания конечного положения (xf) из исходного положения (xi) и отмечая направление движения, например, объект начинается в начале координат (xi=0) и перемещается на 5 м вправо (xf)=+5, таким образом, изменение позиции 5−0=+5 или 5м
на право происхождения. Тот же процесс может быть использован на оси Y, чтобы найти смещение по оси вверх и вниз. В этом случае результат будет Δy=хf−xy. Если движение находится как по оси Х так и по оси У, то они будут вычисляться отдельно, а затем объединяться в координатное понятие х-м (Х, Y). В случае традиционной позиции X и y,положительный результат х находится справа, а отрицательный - слева от начала координат. И положительное г находится в восходящем направлении, а отрицательное — в нисходящем.
Графическое представление
Другой способ использования графиков для отображения перемещения к исходной точке и из нее - это график положения во времени, ось x представляет время, а ось y представляет расстояние, пройденное от исходной точки или по направлению к ней.
График зависимости положения от времени, где distance - положение, time - время.
График положения-времени со временем по оси x и положением по оси y.
Когда объект удаляется от начала координат, линия на графике положение-время будет представлять собой диагональную линию, наклоненную вверх.
Векторы и скаляры
Когда дело доходит до позиции, важно направление. Говоря, что вы находитесь на положительной высоте 6 метров в направлении x, вы говорите, что находитесь на 3 метра правее оси y. Это направление.
Число, для которого направление имеет значение, называется вектором. Число, для которого направление не имеет значения, называется скаляром. Например, температура - это скаляр. Потому что у него никогда не бывает направления. Температура может быть 70 градусов по Фаренгейту, но она не повышается на 70 градусов по Фаренгейту. Может быть 40 градусов по Цельсию, но никогда 40 градусов по Цельсию на запад. Температура работает по-другому. Температура - это скаляр.
Позиция - это вектор, потому что направление имеет значение. Но расстояние - это скаляр. Расстояние - это то, как далеко вы продвинулись. Например, если вы бегаете по своей комнате с осью на полу, вы можете пробежать очень длинный путь, пока не пройдете в общей сложности 50 метров. Но ваша позиция не в 50 метрах. Например, ваше положение может быть отрицательным на 3 метра по оси x и положительным на 4 метра по оси y. Направление, в котором вы бежали, никак не повлияло на ваше расстояние - вы все равно проехали 50 метров. Так что с расстоянием направление не имеет значения. Расстояние - это скаляр.
Часто задаваемые вопросы
Что такое движение и положение?
Положение, или местоположение объекта по отношению к оси, и движение, или изменение положения с течением времени, могут быть представлены графиками, чтобы показать движение к началу и от него. С графиком позиционного времени ось X представляет время, а ось Y представляет расстояние, пройденное от исходной точки или к ней.
Когда объект удаляется от начала координат, линия на графике позиционного времени будет представлять собой диагональную линию, наклонную вверх. Когда объект не движется от начала координат, линия будет следовать по оси времени. Если объект не движется на определенном расстоянии от начала координат, то линия будет прямой на расстоянии от начала координат. Если объект стартовал от начала и движется обратно к нему, линия будет представлять собой нисходящую наклонную диагональ.
Каково положение объекта?
Позиция - это место или точка, где что-то или кто-то находится или был размещен по отношению к другим вещам, например, рядом с телевизором или в 12 милях к северо-востоку от дома. В физике мы обсуждаем положение по отношению к оси x,y или сетке.
Как вы используете формулу позиции?
Когда движение происходит только по одной оси, может быть использовано уравнение Δx = xf - xi. Изменение x (Δx) можно найти, вычитая конечное положение (xf) из исходного положения (xi) и отмечая направление движения, например, объект начинается в начале (xi = 0) и перемещается на 5 м вправо (xf = + 5), поэтому изменение положения составляет 5-0 = +5 или 5 м справа от начала координат.