..:: 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.

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.

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).

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.

Koniec części III

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

GÓRA         SZKOŁA