Рассчитать смещение

Видео: Модуль шестерни и параметры зубчатого колеса

Содержание

Шагать
Часть 1 из 5: Расчет результирующего смещения
Часть 2 из 5: Если известен вектор скорости и продолжительность
Часть 3 из 5: когда указаны скорость, ускорение и время
Часть 4 из 5: Расчет углового смещения
Часть 5 из 5: понимание смещения
Советы
Необходимости

Термин «смещение» в физике относится к изменению места объекта. При вычислении смещения вы измеряете, насколько объект переместился на основе данных из начальной и конечной позиции. Формула, которую вы используете для определения смещения, зависит от переменных, указанных в упражнении. Выполните следующие шаги, чтобы узнать, как рассчитать смещение объекта.

Шагать

Часть 1 из 5: Расчет результирующего смещения

Используйте формулу для результирующего смещения, используя единицу длины, используемую для определения начальной и конечной позиции. Хотя расстояние отличается от смещения, результирующее смещение будет указывать, сколько «метров» прошел объект. Используйте эти единицы измерения, чтобы вычислить смещение, как далеко объект от своего исходного местоположения.
- Уравнение для результирующего смещения: s = √x² + y². «S» означает смещение. X - первое направление, в котором движется объект, а y - второе направление, в котором движется объект. Если ваш объект движется только в одном направлении, тогда y = 0.
- Объект может двигаться максимум в 2 направлениях, потому что движение по линии север-юг или линии восток-запад считается нейтральным движением.
Соедините точки в соответствии с порядком движения и обозначьте эти точки от A до Z. Используйте линейку, чтобы провести прямые линии от точки к точке.
- Также не забудьте соединить начальную точку с конечной точкой, используя прямую линию. Это смещение, которое мы собираемся вычислить.
- Например, если объект движется сначала на 300 метров на восток, а затем на 400 метров на север, образуется прямоугольный треугольник. AB - первая сторона, а BC - вторая сторона треугольника. AC - это гипотенуза треугольника, а его значение - смещение объекта. В этом примере два направления - «восток» и «север».
Введите значения x² и y². Теперь, когда вы знаете направление, в котором движется ваш объект, вы можете ввести значения для соответствующих переменных.
- Например, x = 300 и y = 400. Теперь ваше уравнение выглядит так: s = √300² + 400².
Составьте уравнение. Сначала вычислите 300², а затем 400², сложите их и вычтите квадратный корень из суммы.
- Например: s = √90000 + 160000. s = √250000. s = 500. Теперь вы знаете, что смещение равно 500 метрам.

Часть 2 из 5: Если известен вектор скорости и продолжительность

Используйте эту формулу, если задача дает вектор скорости и продолжительность. Может случиться так, что в физической задаче не упоминается пройденное расстояние, но указывается, как долго объект находился в пути и с какой скоростью. Затем вы можете рассчитать смещение, используя продолжительность и скорость.
- В этом случае уравнение будет выглядеть так: s = 1/2 (u + v) t. u = начальная скорость объекта, скорость, с которой объект начал двигаться в определенном направлении. v = конечная скорость объекта, или насколько быстро он двигался в конце. t = количество времени, которое потребовалось объекту, чтобы добраться до места назначения.
- Например: автомобиль едет 45 секунд. Автомобиль повернул на запад со скоростью 20 м / с (начальная скорость), а в конце улицы - 23 м / с (конечная скорость). Рассчитал перемещение на основе этих данных.
Введите значения скорости и времени. Теперь, когда вы знаете, как долго проехала машина и какова была начальная и конечная скорость, вы можете найти расстояние от начальной до конечной точки.
- Уравнение будет выглядеть так: s = 1/2 (20 + 23) 45.
После ввода значений оцените уравнение. Не забывайте рассчитывать члены в правильном порядке, иначе смещение будет неправильным.
- Для этого сравнения не имеет большого значения, если вы случайно переключите начальную и конечную скорости. Поскольку вы сначала складываете эти значения, это не имеет значения. Но с другими уравнениями замена начальной и конечной скоростей может повлиять на окончательный ответ или значение смещения.
- Теперь ваше уравнение выглядит так: s = 1/2 (43) 45. Сначала разделите 43 на 2, чтобы получить ответ 21,5. Умножьте 21,5 на 45, получится 967,5 метра. 967,5 - смещение автомобиля с точки старта.

Часть 3 из 5: когда указаны скорость, ускорение и время

Другое сравнение необходимо, если дано ускорение, а также скорость и время. С таким назначением вы знаете, какой была начальная скорость объекта, каково его ускорение и как долго объект находился в пути. Вам понадобится следующее уравнение.
- Уравнение для этого типа проблемы выглядит так: s = ut + 1 / 2at². Буква «u» по-прежнему обозначает начальную скорость; «А» - это ускорение объекта или скорость изменения его скорости. Переменная «t» может означать либо общую продолжительность времени, либо она может указывать на конкретный период, в течение которого объект ускорился. В любом случае это указывается в единицах времени, таких как секунды, часы и т. Д.
- Предположим, автомобиль с начальной скоростью 25 м / с получает ускорение 3 м / с2 в течение 4 секунд. Какое смещение машины через 4 секунды?
Введите значения в правильное место в уравнении. В отличие от предыдущего уравнения, здесь отображается только начальная скорость, поэтому убедитесь, что вводите правильные значения.
- Основываясь на приведенном выше примере, ваше уравнение должно выглядеть следующим образом: s = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Определенно может помочь, если вы заключите в скобки значения ускорения и времени, чтобы числа были разделены.
Рассчитайте смещение, решив уравнение. Быстрый способ помочь вам запомнить порядок операций в уравнении - мнемоника «Мистер ван Дейл ждет ответа». Указывает все арифметические операции в последовательности (возведение в степень, умножение, деление, квадратный корень, сложение и вычитание).
- Давайте подробнее рассмотрим уравнение: s = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Порядок: 4² = 16; тогда 16 х 3 = 48; тогда 25 х 4 = 100; и если последние 48/2 = 24. Уравнение теперь выглядит так: s = 100 + 24. После сложения получается s = 124, смещение составляет 124 метра.

Часть 4 из 5: Расчет углового смещения

Определение углового смещения при движении объекта по кривой. Хотя вы по-прежнему будете рассчитывать смещение, используя прямую линию, вам понадобится разница между начальной и конечной позициями по изогнутой траектории.
- Возьмем, к примеру, девушку, катающуюся на карусели. Вращаясь за пределами колеса, она движется по кругу. Угловое смещение пытается найти кратчайшее расстояние между начальной и конечной позицией, когда объект не движется по прямой линии.
- Формула углового смещения: θ = S / r, где «s» - это линейное смещение, «r» - радиус, а «θ» - угловое смещение. Линейное смещение - это расстояние, на которое объект проходит по окружности. Радиус или радиус - это расстояние объекта от центра круга. Угловое смещение - это величина, которую мы хотим знать.
Введите значения линейного смещения и радиуса в уравнение. Помните, что радиус - это расстояние от центра круга до края; Возможно, диаметр указан в упражнении, и в этом случае вам придется разделить его на 2, чтобы найти радиус круга.
- Пример упражнения: Девушка на карусели. Ее стул находится на расстоянии 1 метра от центра круга (радиуса). Если девушка движется по дуге окружности 1,5 метра (линейное перемещение), каково ее угловое перемещение?
- Уравнение выглядит так: θ = 1,5 / 1.
Разделите линейное смещение на радиус. Это даст вам угловое смещение объекта.
- После деления 1,5 / 1 у вас остается 1,5. Угловое смещение девушки 1,5 радианы.
- Поскольку угловое смещение показывает, насколько объект повернулся от своего исходного положения, необходимо представлять его в радианах, а не в виде расстояния. Радианы - это единицы измерения углов.

Часть 5 из 5: понимание смещения

Важно понимать, что иногда «расстояние» означает нечто иное, чем «смещение».«Расстояние кое-что говорит о том, как далеко в целом переместился объект.
- Расстояние - это то, что мы также называем «скалярной величиной». Это способ указать, какое расстояние вы прошли, но ничего не говорит о направлении, в котором вы двигались.
- Например, если вы пройдете 2 метра на восток, 2 метра на юг, 2 метра на запад и снова 2 метра на север, вы вернетесь в исходную точку. Хотя вы преодолели общее расстояние 10 метров, ваше смещение составляет 0 метров, потому что конечная точка совпадает с начальной.
Смещение - это разница между двумя точками. Смещение - это не сумма движений, как в случае с расстоянием; это только часть между вашей начальной и конечной точкой.
- Смещение также называется «векторной величиной» и относится к изменению положения объекта по сравнению с направлением, в котором объект движется.
- Представьте, что вы идете на 5 метров на восток. Если вы снова пройдете 5 метров на запад, вы двинетесь в противоположном направлении, к исходной точке. Даже если вы прошли в общей сложности 10 метров, ваше положение не изменилось, и ваше перемещение составляет 0 метров.
Обязательно запоминайте слова «вперед и назад», когда пытаетесь представить себе движение. Противоположное направление отменяет движение в исходном направлении.
- Представьте футбольного тренера, прыгающего взад и вперед по боковой линии. Давая указания игрокам, он несколько раз прошел вдоль линии взад и вперед. Если бы вы следили за тренером, вы бы увидели расстояние, которое он проезжает. Но что, если тренер перестанет что-то сказать защитнику? Если он находится в месте, отличном от его отправной точки, вы смотрите на движение тренера (в определенный момент).
Смещение измеряется по прямой, а не по круговой траектории. Чтобы узнать смещение, ищите кратчайший путь между двумя разными точками.
- Изогнутый путь в конечном итоге приведет вас от начальной точки к конечной, но это не самый короткий путь. Чтобы лучше представить себе это, представьте, что вы идете по прямой и вас сдерживает столб или другое препятствие. Вы не можете пройти сквозь столб, поэтому обойдите его. Даже если вы окажетесь в том же месте, как если бы вы прошли прямо через столб, вам все равно пришлось пройти более длинный путь, чтобы добраться туда.
- Хотя смещение предпочтительно происходит по прямой линии, можно измерить смещение объекта, который «действительно» движется по криволинейной траектории. Это называется «угловым смещением», и его можно рассчитать, найдя кратчайшее расстояние между начальной и конечной точками.
Поймите, что смещение также может иметь отрицательное значение, в отличие от расстояния. Если конечная точка достигается путем движения в направлении, противоположном направлению взлета (относительно начальной точки), то ваше смещение отрицательное.
- Например, предположим, что вы идете 5 метров на восток, а затем на 3 метра на запад. Хотя технически вы находитесь на расстоянии 2 метров от начальной точки, смещение равно -2, потому что вы движетесь в противоположном направлении в этой точке. Расстояние всегда будет положительным, потому что вы не можете «отменить» пройденное расстояние.
- Отрицательное смещение не означает, что смещение уменьшается. Это просто способ указать, что движение происходит в противоположном направлении.
Помните, что значения расстояния и смещения иногда могут быть одинаковыми. Если вы пройдете прямо 25 метров, а затем остановитесь, пройденное расстояние будет равно перемещению просто потому, что вы не изменили направление.
- Это возможно только в том случае, если вы двигаетесь по прямой от начальной точки и после этого не меняете направление. Например, предположим, что вы живете в Сан-Франциско, штат Калифорния, и устраиваетесь на работу в Лас-Вегасе, штат Невада. Затем вам придется переехать в Лас-Вегас, чтобы жить ближе к своей работе. Если вы сядете на самолет, прямой рейс из Сан-Франциско в Лас-Вегас, вы преодолеете 670 км, а ваше перемещение составляет 670 км.
- Однако, если вы путешествуете на машине из Сан-Франциско в Лас-Вегас, ваше путешествие может составлять 670 км, но за это время вы преодолели 906 км. Поскольку вождение автомобиля обычно связано с изменением направления (поворот, выбор другого маршрута), вы проехали гораздо большее расстояние, чем кратчайшее расстояние между двумя городами.