تشرح هذه المقالة ما هو الموقف في الفيزياء. لذلك، سوف تتعلم معنى الموضع في الفيزياء، وكيفية حسابه، وعلاقة الموضع بمفاهيم الفيزياء الأخرى.
ما هو الموقف في الفيزياء؟
في الفيزياء، موضع الجسم أو الجسيم هو مكان تواجده في وقت معين. أي أنه في الفيزياء، يتم استخدام موضع الجسم لتحديد موقع الجسم في نظام الإحداثيات.
بالإضافة إلى ذلك، في الفيزياء، يتم استخدام الموضع لوصف حركة الجسم. من خلال تمثيل موضع الجسم بنظام إحداثي، يتم تحديد موضعه بالأرقام وبالتالي يمكن تحديد التغير في موضع الجسم.
لذلك، في الفيزياء، يتم تمثيل موضع الجسم بواسطة متجه يسمى متجه الموضع. في القسم التالي، سنرى مما يتكون ناقل الموضع.
ناقل الموقف
متجه الموضع ، أو ببساطة متجه الموضع ، هو متجه يصف موضع نقطة في نظام مرجعي، أي أن متجه الموضع يُستخدم للإشارة إلى موضع نقطة في نظام إحداثي.
رياضيا، يتم تعريف متجه الموضع لنقطة ما على أنه المتجه الذي ينتقل من أصل الإحداثيات إلى تلك النقطة. لذلك، يتم حساب متجه الموضع لنقطة ما عن طريق طرح إحداثيات تلك النقطة مطروحًا منها إحداثيات الأصل. وبالتالي فإن صيغة متجه الموضع هي كما يلي:
ذهب
هي النقطة التي يتم عندها حساب متجه الموضع و
هو أصل إحداثيات النظام المرجعي.
يتم التعبير عن إحداثيات متجه الموضع لنقطة ما بواسطة ناقلات الوحدة
,
و
على سبيل المثال، إذا كانت الإحداثيات الديكارتية لنقطة ما هي (3،4،5)، فإن متجه الموضع لهذه النقطة هو r=3i+4j+5k.
كما ترون في المثال السابق، فإن اتجاه متجه الموضع هو الخط الذي يصل أصل النظام المرجعي بالنقطة المعنية، ومن ناحية أخرى، فإن اتجاه متجه الموضع ينتقل من نقطة الأصل إلى النقطة في السؤال. نقطة الدراسة.
حجم متجه الموضع لنقطة ما هو المسافة بين النقطة وأصل الإحداثيات. وبالتالي، فإن قاعدة متجه الموضع تساوي الجذر التربيعي لمجموع مربعات إحداثياته.
لاحظ أن متجه الموضع سيكون له إحداثيان فقط (x,y) إذا كنا نعمل في المستوى. من ناحية أخرى، إذا كنا نعمل في الفضاء، فسيكون لمتجه الموضع ثلاثة إحداثيات (x،y،z).
الموقف والإزاحة
في هذا القسم سوف نرى ما هي الإزاحة في الفيزياء وكيف ترتبط بموضع الجسم.
في الفيزياء، تشير الإزاحة إلى التغير في موضع الجسم أو الجسم. بمعنى آخر، يتم حساب إزاحة الجسم عن طريق طرح موضعه النهائي من موضعه الابتدائي. وبالتالي فإن صيغة حساب الإزاحة هي كما يلي:
ذهب:
-
هو إزاحة ناقلات الموقف.
-
هو متجه الموضع للموضع النهائي.
-
هو متجه الموضع للموضع الأولي.
الموقع والمسافة
في الفيزياء، المسافة بين نقطتين هي معيار المتجه الذي يربط النقاط. ولذلك، يمكن تحديد المسافة بين نقطتين عن طريق حساب مقدار متجه الإزاحة بين النقطتين، لأن متجه الإزاحة هو المتجه الذي يصل بين موضعين مختلفين.
هو متجه الإزاحة بين النقطة A والنقطة B.
هي إحداثيات X وY وZ للنقطة A.
هي إحداثيات X وY وZ للنقطة B.
ولكن يجب التفريق بين مفهوم المسافة بين نقطتين ومفهوم المسافة المقطوعة، لأنهما مسافات مختلفة.
المسافة المقطوعة تشير إلى الطول الذي يقطعه الجسم للانتقال من نقطة إلى أخرى، أي أن المسافة المقطوعة هي كامل المسار الذي قطعه الجسم.
ولذلك فإن الفرق بين المسافة المقطوعة والمسافة بين نقطتين هو أن المسافة المقطوعة هي طول المسار المقطوع بالكامل، بينما المسافة بين نقطتين هي المسافة بين الموضع النهائي والموضع الابتدائي، وهو ما يعادل معامل الإزاحة.
الموقف والسرعة
وأخيرًا سنرى ما هي العلاقة بين موضع الجسم وسرعته، إذ يمكن حساب سرعة الجسم من معادلة موضعه.
كما رأينا أعلاه، فإن متجه الموضع هو متجه يخبرنا بإحداثيات الجسم في وقت محدد.
معادلة الموقع اللحظي لجسم ما كدالة للزمن هي صيغة تسمح لنا بتحديد موضع الجسم في أي لحظة:
وبالتالي، فإن معادلة السرعة اللحظية للجسم تساوي المشتقة الزمنية لمعادلة الموقع اللحظي:
*** QuickLaTeX cannot compile formula: \begin{aligned}\vv{v}(t)&=\cfrac{d\vv{r}(t)}{dt}\\[2ex]\vv{v}(t)&=\ cfrac{dx (t)}{dt}\vv{i}+\cfrac{dy(t)}{dt}\vv{j}+\cfrac{dz(t)}{dt}\vv{k}\ end{aligned } *** Error message: Package amsmath Error: \begin{aligned} allowed only in math mode. leading text: \begin{aligned}\vv Missing $ inserted. leading text: \begin{aligned}\vv Undefined control sequence \vv. leading text: \begin{aligned}\vv Please use \mathaccent for accents in math mode. leading text: ...\vv{j}+\cfrac{dz(t)}{dt}\vv{k}\ end{aligned Missing $ inserted. leading text: \end{document} Missing } inserted. leading text: \end{document} Missing } inserted. leading text: \end{document} Missing \cr inserted. leading text: \end{document} Missing { inserted. leading text: \end{document} Missing $ inserted. leading text: \end{document} \begin{aligned} on input line 8 ended by \end{document}. leading text: \end{document} You can't use `\end' in internal vertical mode.
لذلك، لحساب السرعة اللحظية لجسم في وقت محدد، يجب علينا أولًا اشتقاق معادلة موضعه ثم التعويض بقيمة اللحظة الزمنية في التعبير الناتج.