追踪运动：运动 (Kinematics)
运动学描述和分析运动，以位移、速度和加速度为基础，而不考虑导致运动的原因，提供了一个理解物体如何运动的框架。位移测量位置的变化，速度跟踪这种变化率，而加速度则捕捉速度随时间的变化，从而使我们能够在例如汽车加速或球滚动下坡等场景中进行精确的运动预测。
运动 (Kinematics) 概述
运动学由表征运动的关键量定义。以下是分解：
- 位移: 物体位置的变化，是具有方向的矢量量。
- 速度: 位移的变化率，包括速度和方向。
- 加速度: 速度的变化率，显示运动加速或减速的速度。
- 运动方程: 链接位移、速度、加速度和时间的公式，用于分析运动。
运动 (Kinematics) 示例
位移示例
- 一辆汽车从其起始点向东移动了 50 米。
- 一个跑步者比其初始位置偏南 10 米。
- 一个球滚动在坡道上 5 米。
速度示例
- 一辆自行车以 10 m/s 的速度向北沿直线行驶。
- 一架飞机在飞行中以 200 m/s 向东飞行。
- 一个游泳者在河中以 2 m/s 的速度向下游游泳。
加速度示例
- 一辆汽车从 0 m/s 加速到 20 m/s，加速度为 5 m/s²。
- 一个球从 15 m/s 减速到 5 m/s，减速度为 -5 m/s²。
- 一枚火箭的速率从 100 m/s 增加到 300 m/s，加速度为 20 m/s²。
运动方程示例
- 使用 v = u + at： 一辆具有初始速度 0 m/s 的汽车，以 3 m/s² 的加速度加速 5 s，达到 15 m/s。
- 使用 s = ut + ½at²： 一个以 u = 0 掉落的球，a = 9.8 m/s² 在 1 s 内下降 4.9 米。
- 使用 v² = u² + 2as： 一辆自行车 (u = 10 m/s, a = -2 m/s²) 停止 (v = 0) 在 25 米的距离内。