Zdjęcie przedstawia na pierwszym planie rowerzystę w ruchu, na drugim planie widoczny jest rozmyty obraz sklepów przy ulicy, co prezentuje dynamiczną sytuację ruchu rowerzysty.
Jeśli chcemy określić położenie ciała, musimy najpierw ustalić, względem czego będziemy je opisywać. Musimy zatem wybrać jakieś inne ciało, które będzie układem odniesienia. Pojęcie to zostało szerzej omówione w e‑materiale „Układ odniesienia”.
Wektor położenia będzie miał początek w centralnym punkcie układu odniesieniaukład odniesieniaukładu odniesienia, a koniec tam, gdzie w danej chwili znajduje się obserwowane przez nas ciało.
R14BSoY6TboeD
Rys. 1. Na ilustracji przedstawiono schematycznie narysowaną piłkę. Piłka znajduje się na pewnej wysokości nad powierzchnią narysowaną poziomą linią. Na tej powierzchni, po lewej stronie od piłki, umieszczono okrąg. Środek okręgu i środek piłki są połączone strzałką, której początek znajduje się w środku okręgu, a koniec w środku piłki. Strzałka reprezentuje wektor położenia i opisana jest małą literą r.
Rys. 1. Wektor położenia lecącej w powietrzu piłki względem spoczywającego kamienia
Obserwujemy lecącą w powietrzu piłkę. Jako układ odniesieniaukład odniesieniaukład odniesienia wybraliśmy leżący na ziemi kamień. Wektor położenia piłki ma początek tam, gdzie kamień, a jego koniec jest tam, gdzie znajduje się piłka (Rys. 1.).
Jeśli chcemy opisać, jak zmieniło się położeniepołożeniepołożenie ciała, potrzebujemy kolejnej wielkości – przemieszczenia. PrzemieszczenieprzemieszczeniePrzemieszczenie jest wielkością wektorową. Wektor ten łączy początkowe i końcowe położenie obserwowanego ciała.
R1cSQLU5tWgjp
Rys. 2. Na ilustracji przedstawiono schematycznie narysowaną szarą piłkę. Piłka znajduje się na pewnej wysokości nad powierzchnią narysowaną poziomą linią. Na tej powierzchni, po lewej stronie od piłki, umieszczono okrąg. Środek okręgu i środek piłki są połączone strzałką, której początek znajduje się w środku okręgu, a koniec w środku szarej piłki. Strzałka reprezentuje wektor położenia początkowego i opisana jest małą literą r z indeksem dolnym zero. Druga piłka – czarna, znajduje się po prawej stronie i nieco niżej szarej piłki. Środek okręgu i czarnej piłki również połączono strzałką o początku w okręgu i końcu w środku czarnej piłki. Strzałka ta reprezentuje wektor położenia końcowego i opisana jest małą literą r z indeksem dolnym mała litera k. Pomiędzy środkiem szarej i czarnej piłki umieszczona jest trzecia strzałka, której początek znajduje się w środku szarej piłki, a koniec w środku czarnej piłki. Strzałka ta reprezentuje wektor przemieszczenia opisany wielką grecką literą delta i małą literą r. Przemieszczenie następuje od położenia początkowego do końcowego.
Rys. 2. Przemieszczenie jest różnicą wektorów położenia końcowego i początkowego
Jeśli znamy wektor położenia początkowego oraz wektor położenia końcowego , to wtedy możemy obliczyć przemieszczenie :
Do ilościowego opisu przemieszczenia potrzebny jest odpowiednio dobrany układ współrzędnych, powiązany z układem odniesienia. Przykład wyznaczania przemieszczenia przedstawiono w filmie samouczku.
Słowniczek
Droga
Droga
(ang.:distance) – długość toru, jaki przebyło ciało.
Położenie
Położenie
(ang.:position) – określa umiejscowienie ciała w układzie odniesienia.
Prędkość
Prędkość
(ang.:velocity) – wielkość wektorowa określająca, jak szybko zmienia się położenie w czasie.
Prędkość średnia
Prędkość średnia
(ang.:average velocity) – wielkość wektorowa, obliczamy ją dzieląc całkowitą zmianę położenia przez czas, w jakim ta zmiana nastąpiła.
Przemieszczenie
Przemieszczenie
(ang.:displacement) – zmiana położenia ciała.
Szybkość
Szybkość
(ang.:speed) – wielkość skalarna, obliczamy ją dzieląc całkowitą drogę, jaką przebyło ciało, przez czas, w jakim to nastąpiło.
Układ odniesienia
Układ odniesienia
(ang.:frame of reference) – ciało, względem którego opisujemy ruch lub spoczynek innego ciała.