Dit artikel legt uit wat verplaatsing is in de natuurkunde. Zo ontdek je hoe je verplaatsing berekent, een opgeloste verplaatsingsoefening en, ten slotte, de relatie tussen verplaatsing en andere kinematische concepten.
Wat is verplaatsing in de natuurkunde?
In de natuurkunde is verplaatsing de variatie in de positie van een lichaam. Met andere woorden: de verplaatsing van een lichaam wordt berekend door de eindpositie af te trekken van de beginpositie.
De eenheid van verplaatsing in het Internationale Systeem (SI) is de meter.
Het symbool voor verplaatsing is Δx. In de natuurkunde wordt verplaatsing echter ook weergegeven door het symbool Δr.
Houd er rekening mee dat er in de natuurkunde een klein verschil bestaat tussen de verplaatsingsvector en het concept van verplaatsing. De verplaatsingsvector is de vector die van de beginpositie van het lichaam naar zijn eindpositie gaat. Aan de andere kant, als we eenvoudigweg verplaatsing zeggen, verwijzen we naar de module van de verplaatsingsvector, dat wil zeggen de afstand tussen de eindpositie en de beginpositie.
reis formule
De verplaatsing is gelijk aan het verschil tussen de eindpositie ( xf ) en de beginpositie ( xi ). Daarom moet in de natuurkunde, om de verplaatsing van een bewegend lichaam te berekenen, de eindpositie van het lichaam worden afgetrokken van zijn beginpositie (Δx=x f -xi ).
De formule voor het berekenen van verplaatsing in de natuurkunde is dus als volgt:
Goud:
-
is de compensatie.
-
is de eindpositie.
-
is de beginpositie.
Als de beginpositie van een lichaam bijvoorbeeld x i = 2 m is en de eindpositie x f = 7 m, heeft het lichaam zich verplaatst omdat het van positie is veranderd en, preciezer gezegd, de verplaatsing van het lichaam is Δx = 7 – 2=5m.
Reizen en afgelegde afstand
Dit gedeelte laat het verschil zien tussen verplaatsing en de afstand die een bewegend lichaam aflegt, omdat het twee fysieke concepten zijn die vaak met elkaar verward worden.
In de natuurkunde verwijst de afgelegde afstand naar de lengte die een lichaam aflegt om van het ene punt naar het andere te komen, dat wil zeggen dat de afgelegde afstand het gehele pad is dat het lichaam aflegt.
Het verschil tussen verplaatsing en afgelegde afstand is dus dat verplaatsing de lengte is tussen de beginpositie en de eindpositie. Aan de andere kant is de afgelegde afstand de totale lengte die is afgelegd om van de beginpositie naar de eindpositie te gaan.
Daarom zal de afgelegde afstand altijd gelijk zijn aan of groter zijn dan de verplaatsing, dus de verplaatsing kan niet groter zijn dan de afgelegde afstand.
Concreet voorbeeld van reizen
Zodra we de definitie van verplaatsing hebben gezien en wat de formule ervan is, zullen we een concreet voorbeeld zien van hoe de verplaatsing van een lichaam wordt berekend.
- Een bewegend lichaam beweegt heen en weer in een rechte lijn en passeert de volgende posities: x 1 =2 m, x 2 =3 m, x 3 =7 m, x 4 =5 m, x 5 = 8 m. Bereken de verplaatsing en de afstand die het lichaam heeft afgelegd.
De verplaatsing van het lichaam is gemakkelijk te vinden, trek gewoon de eindpositie minus de beginpositie af:
![\begin{aligned} \Delta x&=x_f-x_i\\[2ex]\Delta x&=8-2\\[2ex]\Delta x&=6 \ m\end{aligned}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-962de84832c44632ca8ab4e141a5197e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Om de totale afgelegde afstand te bepalen, moet u daarentegen eerst de afstand tussen elk van de tussenposities berekenen en vervolgens alle berekende afstanden bij elkaar optellen. We berekenen dus de lengte tussen elk van de posities:
De verplaatsing Δx 34 is negatief omdat wanneer het lichaam van positie x 3 naar positie x 4 beweegt, het naar achteren beweegt, dus het negatieve teken geeft alleen aan dat het lichaam naar achteren beweegt. Om de afgelegde afstand te berekenen, moeten we de waarde echter op positief zetten, omdat dat één afstand meer is dan het lichaam aflegt.
De totale afgelegde afstand is dus gelijk aan de som van alle afstanden tussen de verschillende posities:
![\begin{aligned} d&=\Delta x_{12}+\Delta x_{23}+\Delta x_{34}+\Delta x_{45}\\[2ex]d&=1+4+2+ 3\\[2ex]d&=10 \ m\end{aligné}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-75161b21d49529e22ce839d59912931e_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Beweging en snelheid
Ten slotte zullen we zien wat het verschil is tussen verplaatsing en snelheid, aangezien het twee verschillende fysieke concepten zijn, maar ze wiskundig met elkaar verbonden zijn.
Snelheid is een grootheid die de verandering in positie van een lichaam ten opzichte van de tijd aangeeft. Met andere woorden, snelheid is de verandering in verplaatsing per tijdseenheid.
Daarom is het verschil tussen verplaatsing en snelheid dat verplaatsing de verandering in positie aangeeft, terwijl snelheid de verandering in positie ten opzichte van de tijd aangeeft.
Bovendien zijn verplaatsing en snelheid wiskundig met elkaar verbonden: snelheid wordt in feite berekend op basis van de verplaatsing van het lichaam. Hoe u dit doet, kunt u zien door op de volgende link te klikken: