位置(物理)

本文解释了物理学中的位置。因此,您将了解物理中位置的含义、其计算方式以及位置与其他物理概念的关系。

物理学中的位置是什么?

在物理学中,物体或粒子的位置是在给定时间的位置。也就是说,在物理学中,物体的位置用于在坐标系中定位物体。

此外,在物理学中,位置用于描述身体的运动。通过用坐标系表示物体的位置,其位置由数字定义,因此可以定义物体位置的变化。

因此,在物理学中,物体的位置由称为位置向量的向量表示。在下一节中,我们将看到位置向量由什么组成。

位置向量

位置向量,或简称位置向量,是描述参考系中点位置的向量,即位置向量用于表示坐标系中点的位置。

从数学上讲,点的位置向量定义为从坐标原点到该点的向量。因此,通过将该点的坐标减去原点坐标来计算该点的位置向量。因此,位置向量的公式如下:

\vv{r}=PO

金子

P

是计算位置向量的点,

O

是参考系坐标的原点。

点的位置向量的坐标用单位向量表示

\vv{i}

,

\vv{j}

\vv{k}[ /latex], qui représentent respectivement les directions des axes OX, OY et OZ. [latex]\vv{r}=x\vv{i}+y\vv{j}+z\vv{k}

例如,如果某点的笛卡尔坐标为(3,4,5),则该点的位置向量为r=3i+4j+5k。

位置向量示例

正如您在前面的示例中所看到的,位置矢量的方向是将参考系的原点与相关点连接起来的线,另一方面,位置矢量的方向是从原点到点有问题。研究点。

点的位置向量的大小是该点与坐标原点之间的距离。因此,位置向量的范数等于其坐标平方和的平方根。

|\vv{r}|=\sqrt{x^2+y^2+z^2}

请注意,如果我们在平面上工作,位置向量将只有两个坐标 (x,y)。另一方面,如果我们在空间中工作,位置向量将具有三个坐标(x,y,z)。

位置和偏移

在本节中,我们将了解物理学中的位移是什么以及它与物体的位置有何关系。

在物理学中,位移是指身体或物体位置的变化。换句话说,物体的位移是通过减去其最终位置减去其初始位置来计算的。因此,计算位移的公式如下:

\Delta \vv{r}=\vv{r_f}-\vv{r_i}

金子:

  • \Delta \vv{r}

    是位置向量的偏移量。

  • \vv{r_f}

    是最终位置的位置向量。

  • \vv{r_i}

    是初始位置的位置向量。

位置和距离

在物理学中,两点之间的距离是连接两点的向量的范数。因此,可以通过计算点之间的位移矢量的大小来确定两点之间的距离,因为位移矢量是连接两个不同位置的矢量。

d_{AB}=|\Delta \vv{r}_{AB}|=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2(z_B-z_A)^2}[/ latex] Où:

<ul style="color:#4fd12f; font-weight: bold;">
<li style="margin-bottom:5px"> <span style="color:#101010;font-weight: normal;">[latex]d_{AB}” title=”Rendered by QuickLaTeX.com” height=”87″ width=”582″ style=”vertical-align: -5px;”></p>
<p>是 A 点和 B 点之间的距离。 </p>
<li style=

\Delta \vv{r}_{AB}

是A点和B点之间的位移矢量。

  • x_A, y_A, z_A

    是A点的X、Y、Z坐标。

  • x_B, y_B, z_B

    是B点的X、Y、Z坐标。

  • 然而,两点之间的距离的概念和行驶距离的概念必须区分,因为它们是不同的距离。

    行进距离是指物体从一点到另一点所行进的距离,即行进距离是物体所走过的整个路径。

    行驶距离和位移

    因此,行进的距离与两点之间的距离的区别在于,行进的距离是行进的整个路径的长度,而两点之间的距离是最终位置与初始位置之间的距离,相当于位移模量。

    位置和速度

    最后,我们将了解物体的位置与其速度之间的关系,因为物体的速度可以从其位置方程计算出来。

    正如我们在上面看到的,位置向量是一个告诉我们特定时间物体坐标的向量。

    \vv{r}=x\vv{i}+y\vv{j}+z\vv{k}

    物体瞬时位置随时间变化的方程是一个可以让我们确定任意时刻物体位置的公式:

    \vv{r}(t)=x(t)\vv{i}+y(t)\vv{j}+z(t)\vv{k}

    因此,物体的瞬时速度方程等于瞬时位置方程的时间导数:

     *** 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.
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    Missing $ inserted.
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    Please use \mathaccent for accents in math mode.
    leading text: ...\vv{j}+\cfrac{dz(t)}{dt}\vv{k}\ end{aligned
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    leading text: \end{document}
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    \begin{aligned} on input line 8 ended by \end{document}.
    leading text: \end{document}
    You can't use `\end' in internal vertical mode.
    
    

    因此,要计算物体在特定时刻的瞬时速度,必须首先推导其位置方程,然后将瞬时值代入得到的表达式中。

    请参阅:速度类型

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