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國三理化:直線運動 - 路徑長與位移
路徑長與位移的定義
路徑長:
物體實際走過的路線長度,與方向無關,單位為公尺 (m)。
位移:
物體由起始點到終點的最短距離,具有大小與方向,單位也是公尺 (m)。位移是向量量。
路徑長與位移的比較
項目
路徑長
位移
定義
物體實際行走的總距離
從起點到終點的直線距離,且具有方向
物理量
標量
向量
是否考慮方向
不考慮方向
考慮方向
可能值
永遠為正數
可以為正數、負數或零
x-t 圖(位置-時間圖)
x-t 圖是描述物體運動的重要工具,橫軸代表時間 t,縱軸代表位置 x。
x-t 圖的特點:
圖線斜率表示速度
直線表示等速運動
曲線表示變速運動
水平線表示靜止狀態
從 x-t 圖判斷路徑長與位移
路徑長:計算圖線的實際長度
位移:計算起點到終點的垂直距離
實例解析
假設一個物體在 10 秒內從原點出發,向右移動 5 公尺,然後向左移動 3 公尺。
路徑長 = 5 m + 3 m = 8 m
位移 = 5 m - 3 m = 2 m(向右為正)