Inhalt

• Schreiten
• Teil 1 von 5: Berechnung der resultierenden Verschiebung
• Teil 2 von 5: Wenn der Geschwindigkeitsvektor und die Zeitdauer bekannt sind
• Teil 3 von 5: Wenn Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit angegeben sind
• Teil 4 von 5: Berechnung der Winkelverschiebung
• Teil 5 von 5: Verschiebung verstehen
• Tipps
• Notwendigkeiten

Der Begriff Verschiebung in der Physik bezieht sich auf die Änderung an der Stelle eines Objekts. Bei der Berechnung der Verschiebung messen Sie anhand der Daten von der Startposition und der Endposition, wie viel sich ein Objekt bewegt hat. Die Formel, mit der Sie die Verschiebung bestimmen, hängt von den in einer Übung angegebenen Variablen ab. Führen Sie die folgenden Schritte aus, um zu erfahren, wie Sie die Verschiebung eines Objekts berechnen.

Schreiten

Teil 1 von 5: Berechnung der resultierenden Verschiebung

1. Verwenden Sie die Formel für die resultierende Verschiebung unter Verwendung der Längeneinheit, die zur Angabe der Start- und Endposition verwendet wird. Während sich die Entfernung von der Verschiebung unterscheidet, gibt eine resultierende Verschiebungsanweisung an, wie viele "Meter" ein Objekt zurückgelegt hat. Verwenden Sie diese Maßeinheiten, um die Verschiebung zu berechnen, wie weit ein Objekt von seinem ursprünglichen Standort entfernt ist.
   • Die Gleichung für die resultierende Verschiebung lautet: s = √x² + y². "S" steht für Verschiebung. X ist die erste Richtung, in die sich das Objekt bewegt, und y ist die zweite Richtung, in die sich das Objekt bewegt. Wenn sich Ihr Objekt nur in eine Richtung bewegt, ist y = 0.
   • Ein Objekt kann sich nur in maximal 2 Richtungen bewegen, da die Bewegung entlang der Nord-Süd-Linie oder der Ost-West-Linie als neutrale Bewegung betrachtet wird.
2. Verbinden Sie die Punkte gemäß der Bewegungsreihenfolge und beschriften Sie diese Punkte von A bis Z. Verwenden Sie ein Lineal, um gerade Linien von Punkt zu Punkt zu zeichnen.
   • Vergessen Sie auch nicht, den Startpunkt mit dem Endpunkt über eine gerade Linie zu verbinden. Dies ist die Verschiebung, die wir berechnen werden.
   • Wenn sich ein Objekt beispielsweise zuerst 300 Meter nach Osten und dann 400 Meter nach Norden bewegt, wird ein rechtwinkliges Dreieck gebildet. AB ist die erste Seite und BC die zweite Seite des Dreiecks. AC ist die Hypotenuse des Dreiecks und sein Wert ist die Verschiebung des Objekts. In diesem Beispiel sind die beiden Richtungen "Ost" und "Norden".
3. Geben Sie die Werte für x² und y² ein. Nachdem Sie die Bewegungsrichtung Ihres Objekts kennen, können Sie die Werte für die relevanten Variablen eingeben.
   • Beispiel: x = 300 und y = 400. Ihre Gleichung sieht jetzt folgendermaßen aus: s = √300² + 400².
4. Erarbeiten Sie die Gleichung. Berechnen Sie zuerst 300² und dann 400², addieren Sie sie und subtrahieren Sie die Quadratwurzel der Summe.
   • Zum Beispiel: s = √90000 + 160000. s = √250000. s = 500. Sie wissen jetzt, dass die Verschiebung 500 Metern entspricht.

Teil 2 von 5: Wenn der Geschwindigkeitsvektor und die Zeitdauer bekannt sind

1. Verwenden Sie diese Formel, wenn das Problem den Geschwindigkeitsvektor und die Dauer angibt. Es kann vorkommen, dass in einer Physikaufgabe die zurückgelegte Strecke nicht erwähnt wird, es wird jedoch angegeben, wie lange ein Objekt unterwegs war und mit welcher Geschwindigkeit. Sie können dann die Verschiebung anhand der Dauer und der Geschwindigkeit berechnen.
   • In diesem Fall sieht die Gleichung folgendermaßen aus: s = 1/2 (u + v) t. u = die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts, die Geschwindigkeit, mit der sich das Objekt in eine bestimmte Richtung zu bewegen begann. v = die Endgeschwindigkeit des Objekts oder wie schnell es am Ende war. t = die Zeit, die das Objekt benötigt hat, um sein Ziel zu erreichen.
   • Zum Beispiel: Ein Auto fährt 45 Sekunden lang. Das Auto bog mit einer Geschwindigkeit von 20 m / s (Anfangsgeschwindigkeit) nach Westen ab und am Ende der Straße beträgt die Geschwindigkeit 23 m / s (Endgeschwindigkeit). Berechnete die Verschiebung basierend auf diesen Daten.
2. Geben Sie die Werte für Geschwindigkeit und Zeit ein. Nachdem Sie nun wissen, wie lange das Auto gefahren ist und wie hoch die Anfangs- und Endgeschwindigkeit war, können Sie die Entfernung vom Startpunkt zum Endpunkt ermitteln.
   • Die Gleichung sieht folgendermaßen aus: s = 1/2 (20 + 23) 45.
3. Bewerten Sie die Gleichung, wenn Sie die Werte eingegeben haben. Denken Sie daran, die Terme in der richtigen Reihenfolge zu berechnen, da sonst die Verschiebung schief geht.
   • Für diesen Vergleich spielt es keine Rolle, ob Sie versehentlich die Start- und Endgeschwindigkeit wechseln. Da Sie diese Werte zuerst addieren, spielt dies keine Rolle. Bei anderen Gleichungen kann das Vertauschen der Start- und Endgeschwindigkeit die endgültige Antwort oder den Wert der Verschiebung beeinflussen.
   • Ihre Gleichung sieht jetzt so aus: s = 1/2 (43) 45. Teilen Sie zuerst 43 durch 2, um 21,5 als Antwort zu erhalten. Multiplizieren Sie 21,5 mit 45, was eine Antwort von 967,5 Metern ergibt. 967,5 ist die Verschiebung des Autos vom Startpunkt aus gesehen.

Teil 3 von 5: Wenn Geschwindigkeit, Beschleunigung und Zeit angegeben sind

1. Ein weiterer Vergleich ist erforderlich, wenn die Beschleunigung zusammen mit der Geschwindigkeit und der Zeit angegeben wird. Mit einer solchen Zuordnung wissen Sie, wie hoch die Anfangsgeschwindigkeit des Objekts war, wie hoch die Beschleunigung ist und wie lange das Objekt unterwegs war. Sie benötigen die folgende Gleichung.
   • Die Gleichung für diese Art von Problem sieht folgendermaßen aus: s = ut + 1 / 2at². Das "u" repräsentiert immer noch die Anfangsgeschwindigkeit; Das "a" ist die Beschleunigung des Objekts oder wie schnell sich die Geschwindigkeit des Objekts ändert. Die Variable "t" kann entweder die Gesamtdauer bedeuten oder einen bestimmten Zeitraum angeben, in dem sich das Objekt beschleunigt hat. In beiden Fällen wird dies in Zeiteinheiten wie Sekunden, Stunden usw. angezeigt.
   • Angenommen, ein Auto mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 25 m / s erhält für einen Zeitraum von 4 Sekunden eine Beschleunigung von 3 m / s2. Was ist die Verschiebung des Autos nach 4 Sekunden?
2. Geben Sie die Werte an der richtigen Stelle in die Gleichung ein. Im Gegensatz zur vorherigen Gleichung wird hier nur die Anfangsgeschwindigkeit angezeigt. Geben Sie daher die richtigen Werte ein.
   • Basierend auf dem obigen Beispiel sollte Ihre Gleichung nun so aussehen: s = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Es kann sicherlich hilfreich sein, wenn Sie die Beschleunigungs- und Zeitwerte in Klammern setzen, um die Zahlen getrennt zu halten.
3. Berechnen Sie die Verschiebung durch Lösen der Gleichung. Eine schnelle Möglichkeit, sich an die Reihenfolge der Operationen in einer Gleichung zu erinnern, ist die Mnemonik "Mr. van Dale wartet auf Antwort". Zeigt alle arithmetischen Operationen nacheinander an (Exponentiation, Multiplikation, Division, Quadratwurzel, Addition und Subtraktion).
   • Schauen wir uns die Gleichung genauer an: s = 25 (4) + 1/2 (3) 4². Die Reihenfolge ist: 4² = 16; dann 16 x 3 = 48; dann 25 x 4 = 100; und wenn letzte 48/2 = 24. Die Gleichung sieht nun so aus: s = 100 + 24. Nach der Addition ergibt dies s = 124, die Verschiebung beträgt 124 Meter.

Teil 4 von 5: Berechnung der Winkelverschiebung

1. Bestimmen der Winkelverschiebung, wenn sich ein Objekt entlang einer Kurve bewegt. Obwohl Sie die Verschiebung weiterhin mit einer geraden Linie berechnen, benötigen Sie die Differenz zwischen der Start- und Endposition entlang eines gekrümmten Pfades.
   • Nehmen Sie als Beispiel ein Mädchen, das ein Karussell fährt. Während sie sich um die Außenseite des Rades dreht, bewegt sie sich im Kreis. Die Winkelverschiebung versucht, den kürzesten Abstand zwischen Start- und Endposition zu finden, wenn sich ein Objekt nicht in einer geraden Linie bewegt.
   • Die Winkelverschiebungsformel lautet: θ = S / rwobei "s" die lineare Verschiebung ist, "r" der Radius ist und "θ" die Winkelverschiebung ist. Die lineare Verschiebung ist die Entfernung, die ein Objekt entlang eines Kreises zurücklegt. Der Radius oder Radius ist der Abstand eines Objekts vom Mittelpunkt des Kreises. Winkelverschiebung ist ein Wert, den wir wissen wollen.
2. Geben Sie die Werte der linearen Verschiebung und des Radius in die Gleichung ein. Denken Sie daran, dass der Radius der Abstand vom Mittelpunkt eines Kreises zur Kante ist. Es kann sein, dass der Durchmesser in einer Übung angegeben wird. In diesem Fall müssen Sie ihn durch 2 teilen, um den Radius des Kreises zu ermitteln.
   • Ein Beispiel für eine Übung: Ein Mädchen ist auf einem Karussell. Ihr Stuhl befindet sich in einem Abstand von 1 Meter vom Mittelpunkt des Kreises (dem Radius). Wenn sich das Mädchen entlang eines 1,5-Meter-Kreisbogens bewegt (lineare Verschiebung), wie groß ist ihre Winkelverschiebung?
   • Die Gleichung sieht folgendermaßen aus: θ = 1,5 / 1.
3. Teilen Sie die lineare Verschiebung durch den Radius. Dadurch erhalten Sie die Winkelverschiebung des Objekts.
   • Nach der Division 1.5 / 1 bleibt Ihnen 1.5 übrig. Die Winkelverschiebung des Mädchens beträgt 1,5 Bogenmaß.
   • Da die Winkelverschiebung angibt, um wie viel sich ein Objekt von seiner Ausgangsposition gedreht hat, muss dies im Bogenmaß und nicht als Abstand dargestellt werden. Bogenmaß sind Einheiten, mit denen Winkel gemessen werden.

Teil 5 von 5: Verschiebung verstehen

1. Es ist wichtig zu verstehen, dass "Entfernung" manchmal etwas anderes bedeutet als "Verschiebung".„Die Entfernung sagt etwas darüber aus, wie weit sich ein Objekt insgesamt bewegt hat.
   • Entfernung ist etwas, das wir auch als "skalare Größe" bezeichnen. Auf diese Weise können Sie angeben, wie viel Strecke Sie zurückgelegt haben, aber es sagt nichts über die Richtung aus, in die Sie sich bewegt haben.
   • Wenn Sie beispielsweise 2 Meter nach Osten, 2 Meter nach Süden, 2 Meter nach Westen und 2 Meter nach Norden gehen, sind Sie wieder an Ihrem Ausgangspunkt. Obwohl Sie eine Gesamtstrecke von 10 Metern zurückgelegt haben, beträgt Ihre Verschiebung 0 Meter, da Ihr Endpunkt mit Ihrem Startpunkt identisch ist.
2. Die Verschiebung ist die Differenz zwischen zwei Punkten. Die Verschiebung ist nicht die Summe der Bewegungen, wie dies bei der Entfernung der Fall ist. Es geht nur um den Teil zwischen Ihrem Start- und Ihrem Endpunkt.
   • Die Verschiebung wird auch als "Vektorgröße" bezeichnet und bezieht sich auf die Änderung der Position eines Objekts im Vergleich zu der Richtung, in die sich das Objekt bewegt.
   • Stellen Sie sich vor, Sie gehen 5 Meter nach Osten. Wenn Sie wieder 5 Meter nach Westen gehen, bewegen Sie sich in die entgegengesetzte Richtung zurück zu Ihrem Ausgangspunkt. Obwohl Sie insgesamt 10 Meter gelaufen sind, hat sich Ihre Position nicht geändert und Ihre Verschiebung beträgt 0 Meter.
3. Denken Sie unbedingt an die Worte "hin und her", wenn Sie sich eine Bewegung vorstellen möchten. Die entgegengesetzte Richtung macht die Bewegung in die ursprüngliche Richtung rückgängig.
   • Stellen Sie sich einen Fußballtrainer vor, der am Spielfeldrand hin und her hüpft. Während er den Spielern Anweisungen gab, ging er mehrmals entlang der Linie hin und her. Wenn Sie den Bus im Auge behalten würden, würden Sie die Entfernung sehen, die er zurücklegt. Aber was ist, wenn der Trainer anhält, um einem Verteidiger etwas zu sagen? Befindet er sich an einem anderen Ort als seinem Ausgangspunkt, sehen Sie sich die Bewegung des Trainers an (zu einem bestimmten Zeitpunkt).
4. Die Verschiebung wird mit einer geraden Linie und nicht mit einer Kreisbahn gemessen. Um die Verschiebung herauszufinden, suchen Sie nach dem kürzesten Weg zwischen zwei verschiedenen Punkten.
   • Ein gekrümmter Pfad führt Sie schließlich vom Startpunkt zum Endpunkt, aber dies ist nicht der kürzeste Weg. Stellen Sie sich vor, Sie gehen in einer geraden Linie und werden von einer Säule oder einem anderen Hindernis zurückgehalten, um sich dies vorzustellen. Sie können nicht durch die Säule gehen, gehen Sie also darum herum. Obwohl Sie am selben Ort landen, als wären Sie direkt durch die Säule gegangen, mussten Sie dennoch einen längeren Weg zurücklegen, um dorthin zu gelangen.
   • Obwohl die Verschiebung vorzugsweise in einer geraden Linie erfolgt, ist es möglich, die Verschiebung eines Objekts zu messen, das sich entlang eines gekrümmten Pfades "bewegt". Dies wird als "Winkelverschiebung" bezeichnet und kann berechnet werden, indem der kürzeste Abstand zwischen Startpunkt und Endpunkt ermittelt wird.
5. Verstehen Sie, dass die Verschiebung im Gegensatz zur Entfernung auch einen negativen Wert haben kann. Wenn der Endpunkt erreicht wird, indem Sie sich in eine Richtung bewegen, die der Startrichtung entgegengesetzt ist (relativ zum Startpunkt), ist Ihre Verschiebung negativ.
   • Angenommen, Sie gehen 5 Meter nach Osten und dann 3 Meter nach Westen. Obwohl Sie technisch 2 Meter von Ihrem Startpunkt entfernt sind, beträgt die Verschiebung -2, da Sie sich an diesem Punkt in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Die Entfernung ist immer positiv, da Sie eine zurückgelegte Strecke nicht "rückgängig machen" können.
   • Negative Verschiebung bedeutet nicht, dass die Verschiebung abnimmt. Dies ist lediglich ein Hinweis darauf, dass die Bewegung in die entgegengesetzte Richtung erfolgt.
6. Beachten Sie, dass die Werte für Abstand und Verschiebung manchmal gleich sein können. Wenn Sie 25 Meter geradeaus gehen und dann anhalten, entspricht die zurückgelegte Strecke der Verschiebung, einfach weil Sie die Richtung nicht geändert haben.
   • Dies ist nur möglich, wenn Sie sich vom Startpunkt aus geradlinig bewegen und danach die Richtung nicht ändern. Angenommen, Sie leben in San Francisco, Kalifornien, und bekommen einen Job in Las Vegas, Nevada. Sie müssen dann nach Las Vegas ziehen, um näher an Ihrer Arbeit zu leben. Wenn Sie das Flugzeug nehmen, einen Direktflug von San Francisco nach Las Vegas, haben Sie 670 km zurückgelegt und Ihre Verdrängung beträgt 670 km.
   • Wenn Sie jedoch mit dem Auto von San Francisco nach Las Vegas reisen, beträgt Ihre Reise möglicherweise noch 670 km, Sie haben jedoch in der Zwischenzeit 906 km zurückgelegt. Da das Fahren normalerweise eine Richtungsänderung beinhaltet (Abbiegen, eine andere Route nehmen), haben Sie eine viel größere Strecke zurückgelegt als die kürzeste Strecke zwischen den beiden Städten.

Tipps

• Arbeiten Sie genau
• Merken Sie sich die Formeln nicht, sondern versuchen Sie zu verstehen, wie sie funktionieren

Notwendigkeiten

• Taschenrechner
• Entfernungsmesser