Linjär rörelse, eller rak linjerörelse, hänvisar till rörelsen av ett föremål längs en rak bana från en punkt till en annan. Denna typ av rörelse är ett av de mest grundläggande begreppen inom fysiken, och fungerar som grunden för att förstå mer komplexa rörelser och dynamik. Linjär rörelse kan beskrivas i termer av avstånd, förskjutning, hastighet, hastighet och acceleration.
Avstånd är en skalär storhet som hänvisar till den totala väglängden som täcks av ett föremål i rörelse, utan hänsyn till dess riktning. Det mäts i längdenheter som meter (m) eller kilometer (km).
Förskjutning, å andra sidan, är en vektorkvantitet som representerar förändringen av ett objekts position. Den tar hänsyn till både storlek och riktning. Förskjutningen definieras som det kortaste avståndet från objektets initiala till slutpositionen och mäts i samma enheter som avståndet.
\( \textrm{Distans} = \textrm{Total väglängd täckt} \) \( \textrm{Förflyttning} = \textrm{Slutposition} - \textrm{Första position} \)Hastighet är en skalär storhet som beskriver hur snabbt ett föremål rör sig. Det definieras som tillryggalagd sträcka per tidsenhet. Standardenheten för hastighet är meter per sekund (m/s).
Hastighet, liknande förskjutning, är en vektorstorhet. Den beskriver förändringshastigheten för förskjutningen och inkluderar både storlek (hastighet) och riktning. Hastigheten kan beräknas genom att dividera förskjutningen med det tidsintervall under vilket lägesändringen inträffade.
\( \textrm{Fart} = \frac{\textrm{Distans}}{\textrm{Tid}} \) \( \textrm{Hastighet} = \frac{\textrm{Förflyttning}}{\textrm{Tid}} \)Acceleration är en vektorstorhet som beskriver hastighetens förändringshastighet. Det indikerar hur snabbt ett objekt snabbar upp, saktar ner eller ändrar riktning. Standardenheten för acceleration är meter per sekund i kvadrat (m/s \(^2\) ).
\( \textrm{Acceleration} = \frac{\textrm{Förändring i hastighet}}{\textrm{Tid}} \)Föremåls rörelse kan beskrivas exakt med hjälp av en uppsättning ekvationer som kallas rörelseekvationer. Dessa ekvationer gäller objekt som rör sig med konstant acceleration längs en rät linje. Det finns tre primära rörelseekvationer:
1. \(v = u + at\) 2. \(s = ut + \frac{1}{2}at^2\) 3. \(v^2 = u^2 + 2as\)Där: - \(v\) är sluthastigheten, - \(u\) är initialhastigheten, - \(a\) är accelerationen, - \(t\) är tiden och - \(s\) är förskjutningen.
Betrakta en bil som startar från vila vid ett trafikljus och accelererar med en konstant hastighet av \(3 \, \textrm{Fröken}^2\) i \(5\) sekunder. Vi kan använda rörelseekvationerna för att beskriva bilens rörelse.
Givet: - Initialhastighet ( \(u\) ) = \(0 \, \textrm{Fröken}\) , - Acceleration ( \(a\) ) = \(3 \, \textrm{Fröken}^2\) , - Tid ( \(t\) ) = \(5 \, \textrm{s}\) .
Med hjälp av \(v = u + at\) kan bilens sluthastighet ( \(v\) ) beräknas som:
\( v = 0 + (3 \times 5) = 15 \, \textrm{Fröken} \)För att hitta förskjutningen ( \(s\) ), använder vi \(s = ut + \frac{1}{2}at^2\) :
\( s = (0 \times 5) + \frac{1}{2} \times 3 \times (5^2) = 37.5 \, \textrm{m} \)Detta exempel visar hur en bils linjära rörelse kan beskrivas och beräknas med hjälp av grundläggande fysiska begrepp och ekvationer.
Linjär rörelse är ett nyckelbegrepp inom fysiken som ger en grundläggande förståelse för hur objekt rör sig i en rak linje. Genom att studera linjär rörelse kan vi beskriva och förutsäga föremåls rörelser med hjälp av avstånd, förskjutning, hastighet, hastighet och acceleration. Rörelseekvationerna erbjuder en kraftfull verktygsuppsättning för att beräkna de olika aspekterna av linjär rörelse för objekt under konstant acceleration.
