ボールから蒸気機関車まで、物体の動きを測定することは、物理学の重要な要素です。オブジェクトの位置、速度、加速度、およびその他の関連データのプロットは、この一部です。あるタイプの運動のグラフは、他のタイプの運動のグラフにつながる可能性があります。たとえば、速度-時間グラフは、位置-時間グラフから派生します。同様に、速度と時間のグラフは、加速度と時間のグラフになります。各グラフの勾配は、モーションのさまざまなグラフィック表現に対応しています。
等速運動の位置-時間グラフについて説明しましょう!
等速運動の位置時間グラフ
ご存知のように、物体が同じ距離を同じ時間に移動する場合、その物体は等速で動いているといい、このような運動を等速運動と呼びます。等速運動は、移動するアイテムの速度が一定に保たれる運動として定義されます。
物体の速度は一定のままで、物体は同じ距離を同じ時間で移動するため、このグラフは物体が等速運動していることを示しています。
時間 (t) 軸に平行な直線は、この速度対時間 (v – t) グラフを形成します。
その結果、オプション A は真であり、速度-時間グラフが時間軸に平行な直線であることを示します。
その位置-時間グラフは、時間軸が上向きの直線です。
位置時間グラフ
位置-時間グラフは、ある時間にわたるオブジェクトの動きを表します。 X 軸は伝統的に時間を秒単位で表すために使用され、Y 軸はオブジェクトの位置をメートル単位でプロットするために使用されます。位置-時間グラフの勾配は、オブジェクトの速度に関する重要な情報を提供します。
参照フレームに応じて、オブジェクトの位置は正または負になります。座標平面は、図が示すものと一致する必要があります。
位置時間グラフの例
自転車に乗って、東から西への直線ルートを走っている子供を考えてみましょう。正の方向は東、負の方向は西です。
彼女は、旅行の最初の 5 秒間 (t =0 から t =5) の間、一定の速度で東に移動しました。位置と時間のグラフの正の象限にある上昇する直線は、これを示しています。別の見方をすれば、彼女の地位が向上しているということです.
彼女は次の 3 秒間 (t =5 から t =8) 休憩しました。 +10 m に固定された安定した水平線は、この期間中、彼女の位置が動かないことを示しています。
最後に、彼女が乗車の終わりに近づくと (t =8 から t =15)、自転車に乗った少女は西に向かって加速し始めます。これは、グラフの負の象限につながる一定でない (曲がった) 線によって示されます。線の負の傾きは時間の経過とともに大きくなり、毎秒より多くの地面をカバーするにつれて速度が増していることを示しています。
注目に値するのは、彼女が x 軸を横切るとき、彼女は開始した場所を通過したことになるということです。
位置時間グラフの傾き
オブジェクトがその運動全体で経験する速度の種類は、位置と時間のグラフの傾きによって示されます。傾きが一定の位置-時間グラフは、速度が一定であることを示します。変化する速度は、位置-時間グラフの変化する傾きによって示されます。速度の符号は、位置-時間グラフの傾きの方向によって決まります。たとえば、左から右に下向きに傾斜している場合、速度は負です。
速度-時間グラフ
オブジェクトの速度-時間グラフは、オブジェクトが特定の時間にどれだけ速く移動しているか、また減速しているか加速しているかを示します。 X 軸は一般的に時間を秒単位で表すために使用され、Y 軸は速度をメートル/秒でプロットするために使用されます。直線の速度-時間グラフは、一定の速度で移動するオブジェクトを表します。さまざまな速度で移動するオブジェクトの速度グラフは、傾斜していて直線的です。
位置と時間のグラフは、速度と時間のグラフに直接つながります。位置と時間の線の傾きは、同じ時間枠でのオブジェクトの速度を示します。これは理にかなっています。なぜなら、位置対時間は、速度を定義する方法である、メートル/秒を表す別の方法にすぎないからです。
この状況での唯一の違いは、y 軸上にあるものです。
前のセクションで自転車に乗っていたのと同じ女の子を想像してみてください。彼女は最初の 5 秒間で、5 秒間で 10 メートル、つまり 1 秒あたり 2 メートルを走りました。
Y 軸で 2 m/s を見つけ、最初の 5 秒間を滑らかな線で描いて、同じ時間枠での速度をグラフにします。彼女の速度は一定のままなので、このグラフの傾きはゼロです。
速度-時間グラフの傾き
速度-時間グラフの傾きは、オブジェクトの加速度を表します。速度-時間グラフの傾きが水平線の場合、加速度はゼロです。これは、オブジェクトが静止しているか、加速も減速もせずに一定の速度で移動していることを示します。傾きが正の場合、加速度は増加します。傾きが負の場合、加速度は減少します。
結論
運動学では、位置-時間グラフは最も基本的なタイプのグラフであり、オブジェクトの動きを記述することができます。これらのグラフの縦軸はオブジェクトの位置を反映し、横軸は経過した時間を表します。従属変数である位置は、独立変数である時間に依存しています。グラフは、特定の時間が経過した後に粒子を見つけることができる場所を示しています。このようなグラフは、アイテムのパスを視覚化するのに役立ちます。
