運動の追跡：運動（キネマティクス）
キネマティクスは、位置の変化、速度、加速度の概念を用いて、運動を記述し分析するものです。力そのものを考慮せず、運動がどのように起こるかを理解するための枠組みを提供します。位置の変化（displacement）は、位置の変位を測定し、速度は、その変化率を追跡し、加速度は、速度が時間とともにどのように変化するかを捉え、車の加速やボールが坂を下るような状況で運動を正確に予測することを可能にします。
運動（キネマティクス）の概要
キネマティクスは、運動を特徴づける主な量によって定義されます。以下に分解を示します：
- 変位（displacement）: 物の位置の変化であり、方向を含むベクトル量です。
- 速度（velocity）: 変位の変化率であり、速度と方向を含みます。
- 加速度（acceleration）: 速度の変化率であり、運動が加速または減速する速さを表します。
- 運動方程式: 変位、速度、加速度、時間と運動を分析するための数式です。
運動（キネマティクス）の例
変位（displacement）の例
- 車が開始地点から50メートル東に移動します。
- 走者は彼女の初期位置から10メートル南に終了します。
- ボールが5メートル下り坂を転がり、斜面を転がり落ちます。
速度（velocity）の例
- 自転車がまっすぐな道で10 m/s北に向かって走行します。
- 飛行機が飛行中に200 m/s東に飛行します。
- 水泳選手が川で2 m/s下流に移動します。
加速度（acceleration）の例
- 車が0から20 m/sまで4秒で加速し、5 m/s²で加速します。
- ボールが15 m/sから5 m/sまで2秒で減速し、-5 m/s²で減速します。
- ロケットが100 m/sから300 m/sまで10秒で加速し、20 m/s²で加速します。
運動方程式の例
- v = u + at を使用: 初期速度0 m/sの車が5 sで3 m/s²で加速し、15 m/sに達します。
- s = ut + ½at² を使用: u = 0のボールが9.8 m/s²で落下し、1 秒で 4.9 メートル落下します。
- v² = u² + 2as を使用: u = 10 m/s、a = -2 m/s²の自転車が（v = 0）25 メートル走行した後、停止します。