Czy przemieszczenie może być negatywne: 11 faktów (przeczytaj najpierw)

W tym artykule omówimy 11 faktów związanych z tym, czy przemieszczenie może być negatywne, czy nie.

Odpowiedź na pytanie, czy przemieszczenie może być negatywna, czy nie, brzmi: tak. Wyjaśnimy, jak przemieszczenie jest ujemny. Najkrótszą odległość między pozycją początkową a pozycją końcową ciała można określić jako jego przemieszczenie. Przemieszczenie jest zawsze prostą drogą. Ponieważ przemieszczenie jest wielkością wektorową, ma określony kierunek.

To jest powód, dla którego przemieszczenie może być ujemne. Przemieszczenie jakiegokolwiek poruszającego się ciała zawsze zależy od jego początkowej i końcowej pozycji, a nie od ścieżki, którą przebyło. Za pomocą przykładu pokażemy, jak przemieszczenie staje się ujemne. Cząstka porusza się wzdłuż ujemnej osi x, powiedzmy, że przesunęła się do 50 m wzdłuż ujemnej osi x. Wartość odległości w tym przypadku wynosi – 50 m. Teraz pojawia się pytanie, jak to było możliwe?

Początkowo cząsteczka była źródłem. Oznacza to, że x_i = 0, ale ostatecznie przesunął się do 50 mw ujemnej osi x. Oznacza to, że x_f = – 50 m tj. x_f< 0. Stąd zgodnie z definicją przemieszczenie = pozycja końcowa (x_f) – pozycja początkowa(x_i) = x_f - x_i = -50 – 0 = – 50 m. W niektórych przypadkach przemieszczenie może być negatywne – taki wniosek wyciągnięto z przytoczonego powyżej przykładu.

Dlaczego przemieszczenie jest ujemne?

Jeśli ciało wybrało ruch w kierunku ujemnym, tj. porusza się albo wzdłuż ujemnej osi x, ujemnej osi y lub ujemnej osi z w płaszczyźnie trójwymiarowej, że jego przemieszczenie można uznać za ujemne. Podobnie, jeśli początkowa pozycja ciała jest o wiele bardziej dodatnia niż pozycja końcowa, to również możemy powiedzieć, że przemieszczenie jest ujemne. Opiszmy teraz to ujemne przemieszczenie prostym matematycznym przykładem.

Gąsienica idzie po ścianie w dół. Jeśli początkowo była na 57 cm i po przesunięciu się na odległość do 20 cm zatrzymała się, to jaka byłaby wartość przemieszczenia tej gąsienicy?

Odpowiedź :

xi = początkowa pozycja gąsienicy

xf = ostateczna pozycja gąsienicy

Teraz początkowo gąsienica miała 57 cm. Oznacza to, że x_i = 57 cm i gąsienica zatrzymała się na 20 cm. Stąd x_f = 20 cm

Wiemy, że przemieszczenie Δ x = x_f - x_i = 20 cm – 57 cm = – 37 cm

Jak wiemy, gdy wynik jest ujemny, oznacza to przemieszczenie ujemne. Tak jest więc w przypadku przemieszczenia ujemnego.

Kiedy przemieszczenie jest ujemne?

Istnieje kilka warunków, w których przemieszczenie staje się ujemne. Przede wszystkim musimy zrozumieć jedną rzecz, to znaczy, że gdy ciało schodzi poniżej punktu, z którego początkowo rozpoczęło swoją podróż, to ten rodzaj przemieszczenia określa się jako ujemne przemieszczenie tego ciała.

Teraz jeszcze jedna rzecz, którą musimy wyjaśnić. Kiedy ciało porusza się po lewej stronie od początku, czyli przemieszczenia ujemnego i jeśli ciało spada przekraczając swój punkt początkowy w kierunku w dół, to również to przemieszczenie jest ujemne. Jak wiemy przemieszczenie jest iloczynem prędkości i czasu, stąd prędkość i przyspieszenie są czynnikami przemieszczenia. Tutaj omówimy jeszcze kilka warunków, w których przemieszczenie jest ujemne.

1. Gdy prędkość = 0 i przyspieszenie = – ve

W tym przypadku na początku ciało pozostaje w spoczynku. Następnie obrał kierunek ujemny, aby się poruszać. Więc to jest przypadek przemieszczenia ujemnego.

• 2. Prędkość = – ve i przyspieszenie = +ve

Tutaj prędkość maleje. Tak więc ciało porusza się w kierunku ujemnym po ujemnym przemieszczeniu.

• 3. Prędkość = – ve i przyspieszenie = 0

W przypadku przemieszczenia ujemnego prędkość maleje, a ciało porusza się w kierunku ujemnym.

• 4.Prędkość = – ve i przyspieszenie = – ve

W tym przypadku również ciało porusza się w kierunku ujemnym po ujemnym przemieszczeniu.

Jak przemieszczenie jest ujemne?

Weźmy prosty przykład, aby zrozumieć, jak przemieszczenie jest negatywne. Powiedzmy, że samochód jest w stanie spoczynku w punkcie P. teraz zaczyna poruszać się po prawej stronie do punktu Q, który znajduje się 10 m na prawo od punktu P, po czym ponownie zaczyna poruszać się w przeciwnym kierunku, czyli w kierunku punktu P i osiąga punkt P. Samochód ma w tym przypadku zerową przemieszczenie. Ponieważ najpierw przesunął się o 10 m w prawą stronę, a potem znowu o 10 m w lewą stronę. Stąd przemieszczenie samochodu = PQ = 10 – 10 = 0 m.

Teraz, jeśli samochód zacznie jechać w lewo w kierunku R, to przemieszczenie będzie ujemne. Z pewnością pojawia się pytanie, dlaczego? Ponieważ przyjęliśmy przemieszczenie po prawej stronie punktu P jako przemieszczenie dodatnie, to przemieszczenie po lewej stronie punktu P powinno być ujemne. Powiedzmy, że R znajduje się 5 m od P po lewej stronie. Stąd PR = -5 – 0 = – 5 m

Kiedy przemieszczenie nie jest ujemne?

Mogą wystąpić dwa przypadki, w których przemieszczenie nie jest ujemne. Pierwszy przypadek ma przemieszczenie zerowe, a drugi przypadek przemieszczenia dodatniego. Omówmy teraz te dwa przypadki:

1. Przemieszczenie zerowe
2. Pozytywne przemieszczenie

1. Przemieszczenie zerowe

Dzieje się tak, gdy pozycja początkowa i końcowa ciała nakładają się na siebie. Jeśli xi oznacza początkowe położenie ciała, a xf oznacza końcowe położenie ciała, to przemieszczenie będzie wynosić = Δ x = x_f - x_i

W tym przypadku x_i =x_f stąd Δ x = x_f - x_i = 0

Przykładem przemieszczenia zerowego jest sytuacja, gdy osoba zaczyna przemieszczać się z pozycji na kolistym parku i po pewnym czasie wraca do tej samej pozycji, to jej pozycja początkowa i końcowa są takie same. Dlatego jej przemieszczenie wynosi zero.

2. Pozytywne przemieszczenie

W kierunku dodatnim, jeśli końcowe położenie bryły jest daleko od położenia początkowego, przypadek ten będzie uważany za przypadek przemieszczenia dodatniego. W tym przypadku x_f> 0 i x_i = 0 lub x_i <0 lub x_i >0 (ale musi mieć mniejszą wartość dodatnią niż x_f). Za przykład przemieszczenia dodatniego można uznać ciało, które kontynuuje swój ruch wzdłuż dodatniej osi x.

Jak przemieszczenie może być dodatnie lub ujemne?

1. Pozytywne przemieszczenie

W kierunku dodatnim, jeśli końcowe położenie bryły jest daleko od położenia początkowego, przypadek ten będzie rozpatrywany jako przypadek przemieszczenia dodatniego W tym przypadku x_f> 0 i x_i = 0 lub x_i < 0 lub x_i >0 (ale musi mieć mniejszą wartość dodatnią niż x_f). Za przykład przemieszczenia dodatniego można uznać ciało, które kontynuuje swój ruch wzdłuż dodatniej osi x.

• Ujemne przemieszczenie

Pierwszy przypadek

Dzieje się tak, gdy początkowa pozycja ciała jest daleko od końcowej pozycji w kierunku dodatnim. x_i>0 i x_f> 0

x = x_f - x_i <0

Drugi przypadek

Może wystąpić inny przypadek przemieszczenia ujemnego, gdy początkowa pozycja ciała jest w kierunku dodatnim (dodatnia oś x), a pozycja końcowa znajduje się w punkcie początkowym (początek). x_i> 0,x_f = 0, Δ x = x_f - x_i <0

Trzeci przypadek

Kiedy początkowa pozycja ciała znajduje się w punkcie początkowym, a pozycja końcowa znajduje się wzdłuż ujemnej osi x układu współrzędnych. x_i = 0,x_f < 0, Δ x = x_f - x_i <0

              Czwarty przypadek

Kiedy początkowa pozycja ciała jest wzdłuż dodatniej osi x, a końcowa pozycja jest wzdłuż ujemnej osi x. x_i>0,x_f<0,

x = x_f - x_i <0

Czy przemieszczenie może być dodatnie?

Dzieje się tak, gdy końcowa pozycja ciała jest daleko od pozycji początkowej w kierunku dodatnim. Musi być inny przypadek. jeśli ciało upada, ale nie jest w stanie przekroczyć punktu początkowego w kierunku do dołu, to również to przemieszczenie jest dodatnie. W tym przypadku x_f> 0 i x_i = 0 lub x_i < 0 lub x_i >0 (ale musi mieć mniejszą wartość dodatnią niż x_f). Przykładem jest cząsteczka poruszająca się wzdłuż dodatniej osi x.

Dlaczego przemieszczenie jest dodatnie?

Istnieje kilka warunków, w których przemieszczenie może być dodatnie.

1. Gdy końcowa pozycja ciała jest daleko od początkowej pozycji ciała w kierunku dodatnim, to przemieszczenie to jest przemieszczeniem dodatnim.

xi> 0, xf> 0 Δ x = xf – xi > 0

• Gdy końcowa pozycja ciała jest daleko od pozycji początkowej w kierunku dodatnim, a początkowa pozycja ciała znajduje się w punkcie początkowym, wtedy mamy do czynienia z przemieszczeniem dodatnim. x_i = 0, x_f > 0, x = x_f - x_i > 0
• Kiedy końcowa pozycja ciała jest w kierunku dodatnim, podczas gdy początkowa pozycja ciała jest w kierunku ujemnym. X_i< 0, x_f > 0

x = x_f - x_i > 0

• Kiedy końcowa pozycja ciała znajduje się w punkcie początkowym, a początkowa pozycja ciała jest w kierunku ujemnym. x_i < 0, x_f = 0

x = x_f - x_i > 0

Przykłady przemieszczenia ujemnego

Istnieje kilka przykładów przemieszczenia negatywnego.

1. Cząstka porusza się wzdłuż ujemnej osi x, ujemnej osi y lub ujemnej osi z. Przemieszczenie tej cząstki jest przykładem przemieszczenia ujemnego.
2. Nili rzucił kamień w górę. Kamień osiągnął 20 m w górę, po czym zaczyna spadać na ziemię. Jeśli dosięgła ziemi znajdującej się w odległości 30 m od punktu rzucenia w dół, to jakie będzie jego przemieszczenie? Tutaj x_i = 20 m > 0 i x_f = -30 m < 0

x = x_f - x_i = – 30 – 20 = -50 m < 0. Dlatego przemieszczenie kamienia można nazwać przemieszczeniem ujemnym.

Przykłady przemieszczenia dodatniego

1. Cząstka porusza się wzdłuż dowolnej z osi ortogonalnych w kierunku dodatnim, tj. dodatniej osi x, dodatniej osi y lub dodatniej osi z. Przemieszczenie tej cząstki jest przykładem wyporu dodatniego.
2. Weźmy samochód, który wybrał jazdę wzdłuż ujemnej osi x. Najpierw przesunął się do 10 m, potem znowu zaczął poruszać się w prawo i osiągnął 30 mw dodatniej osi x. Jakie będzie jego przemieszczenie?

Początkowa pozycja samochodu to x_i = – 10 m < 0

Ostateczna pozycja samochodu to x_f = 30 m > 0

Zatem przemieszczenie samochodu wynosi Δ x = x_f - x_i

                                                                                       = 30 – (-10) m

                                                                                       = (30 + 10) m 

                                                                                       = 40 m

Stwierdzenie problemu z rozwiązaniem

1. 1.      Cząstka zdecydowała się poruszać wzdłuż osi pionowej, która jest osią y układu współrzędnych. Zaczął poruszać się od punktu A wzdłuż ujemnej osi y. Punkt A znajduje się na 5 m na ujemnej osi y. Następnie cząstka ta osiągnęła punkt leżący wzdłuż dodatniej osi y w odległości 5 m. następnie ponownie cząstka przesunęła się do punktu C, który znajduje się wzdłuż ujemnej osi y w odległości 5 m, a stamtąd cząstka przesunęła się do punktu D, który znajduje się wzdłuż dodatniej osi y w odległości 5 m. potem znowu ta cząstka przesunęła się do punktu E wzdłuż ujemnej osi y w odległości 5 m iw końcu dotarła do punktu F. jakie będzie jej całkowite przemieszczenie?

Odpowiedź :

Początkowo cząstka znajdowała się w punkcie A wzdłuż ujemnej osi y. Stąd jego wyporność wynosi – 5 m. Następnie przemieścił się do punktu B wzdłuż dodatniej osi y. Teraz jego przemieszczenie wynosi +5m,wtedy doszło do punktu C wzdłuż ujemnej osi y,więc jego przemieszczenie wynosi –5m.

Zaczynając od punktu C przesunął się do punktu D wzdłuż dodatniej osi y, więc przemieszczenie wynosi +5m. Następnie przesunął się do punktu E wzdłuż ujemnej osi y, stąd przemieszczenie wynosi – 5 m. w końcu przesunęła się do punktu F. Dlatego przemieszczenie cząstki wynosi = (-5 + 5 – 5 + 5 – 5) m = -5 m

Wnioski

W tym artykule omówiliśmy, czy przemieszczenie może być negatywne, czy nie w skomplikowany sposób. Poza tym wyjaśniliśmy przemieszczenie dodatnie i ujemne za pomocą odpowiednich przykładów i problemów matematycznych.

Przeczytaj także:

• Jak znaleźć przemieszczenie poziome
• Kierunek przemieszczenia kątowego
• Czy przemieszczenie jest ciągłe
• Co to jest przemieszczenie poziome?
• Przemieszczenie liniowe i przemieszczenie kątowe
• Czy przemieszczenie może wynosić zero
• Przykłady przemieszczeń