直線運動は直線運動とも呼ばれます。粒子または物体の動きは、このタイプの運動によって記述されます。物体は、その粒子のいずれか 2 つが 2 本の平行な直線に沿って同じ距離を移動する場合、直線的に移動すると見なされます。以下の図は、粒子と物体の直線運動を示しています。
関連する数量:
距離:
移動オブジェクト/パーティクルが移動した全距離。たとえば、物体が前方に 10 メートル、後方に 6 メートル移動する場合、合計移動距離は 10+6 =16 メートルです。
変位は、モーションの開始点と終了点の間の NET 距離として定義されます。先ほどと同じ例で言えば、体が前に 10 m、後ろに 6 m 歩くと、最初の場所から (10-6) m しか離れていません。その結果、変位はわずか 4 メートルです。
変位の変化率は速度 (v) として定義されます。それには目的があります。この方向は、直線運動の正または負の記号で示されます。太字は、方向があるという事実を示します。
平均速度:変位 s2–s1 を全体の時間間隔 (t2–t1) で割った値です。
瞬間速度:時間間隔がゼロになると、平均速度は限界に達します。ある時点でのオブジェクトの速度を示します。
結果として、変位の時間導関数になります。
速度:速度の大きさは速度 (v) で表されます。その結果、意味がなく、常に非負です。方向がないため、速度とは異なり、太字で書かれていません。
加速度:時間に対する速度の変化率を加速度と定義します。加速度は変位の二次導関数であり、時間に関して位置を 2 回微分するか、時間に関して速度を 1 回微分することによって計算できます。
直線運動の 10 の例:
実が木から落ちています
果実が熟すと、分離して地面に落ちます。強い風が吹いても、たくさんの実が木の周りに落ちます。
果実が木の枝の節から離れると、引力の重力により地面に向かって直線的に落下します.
行進
イベント中に兵士のグループが地面を歩いたり行進したりしているのを見たことがあるはずです。行進演習中、一列に並んだ兵士の行進速度は一定であり、均一な直線運動を示しています。
ボウリング
非常に高いところから打ち上げられたボールは、ボウリング ボールの重心を加速するために使用される力に基づいて、ボウリング ピンに向かう経路をたどります。ボウリングのボールは、ピンに向かって投げられると、ボウリングのピンと衝突する経路をたどります。
実行中
走っている間、一定の速度を維持するか、それに応じて速度を変更します。スタジアムを直線運動で走っている人が、時間間隔ごとに一定の速度を維持している場合、その人は等速直線運動をしていると言われます。
ロードプッシュ
男性が 45kg の重荷を押し、毎秒 1 メートルの速度で移動させます。オブジェクトの変位が全体を通して一定に保たれるように、1 秒間に 1 メートルごとにオブジェクトを引きずる力がオブジェクトに供給され、オブジェクトは等速直線運動にあると言われます。
岩を滑る
下り坂に落ちる岩は、水平面までほぼ直線の傾斜した道をたどります。岩の速度は徐々に増加し、水平面に近づくにつれて遅くなります。速度対時間をグラフにプロットすると、放物線をたどることになります。
的を射る矢
射手が発射した矢は、的を射るまで直線的に進みます。矢の速さで媒質の中を移動し、直線運動に従って徐々に減速します。
車が道を走っています
一定の速度で加速したり速度を変化させたりする道路を走行する自動車も、直線運動の一例です。
直線運動に関する質問の例:
Q. 粒子は、合計距離の半分を速度 v1 で移動し、残りの半分を速度 v2 で円弧に沿って移動します。粒子の平均速度は?
A. パーティクルが移動した合計距離を 2 秒とします。
前半の移動時間 =S/V1
後半の移動時間 =S/V2
平均速度 =総走行距離 / 総所要時間
結論:
直線運動は、最も基本的なタイプの運動です。ニュートンの運動の第 1 法則に従って、正味の力を受けないオブジェクトは、正味の力を受けるまで、一定の速度で直線的に移動し続けます。重力や摩擦などの外力は、日常の状況でオブジェクトの動きの方向を変える可能性があるため、その動きを直線と定義することはできません。直線運動は一般的な動きと比較できます。一般的な運動では、大きさと方向を持つベクトルが粒子の位置と速度を定義します。
システムを定義するすべてのベクトルの向きは等しく、直線運動では一定です。つまり、オブジェクトは同じ軸に沿って移動し、方向を変えません。
