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位移
✍ dations ◷ 2025-09-18 13:52:37 #位移
在物理学里,位移是位置的改变。假设从旧位置
r
1
{displaystyle mathbf {r_{1}} ,!}
改变到新位置
r
2
{displaystyle mathbf {r_{2}} ,!}
,则位移是
Δ
r
=
r
2
−
r
1
{displaystyle Delta mathbf {r} =mathbf {r_{2}} -mathbf {r_{1}} ,!}
。使用矢量分析的术语,假设一个粒子的位置,从旧位置移动到新位置,则位移是端点为旧位置,矢点为新位置的矢量,称为位移矢量。假若这旧位置是原点,则位移矢量又称为位置矢量。位移矢量可以简易地表示出粒子的运动轨迹。给予运动的旧位置,位移矢量可以表示出,相对于这旧位置,运动的方向和距离。位移矢量的微小元素也可以用来表示一系列的微小位移。物体的位移是距有方向性的矢量,而位移需要物体的旧位置及新位置,由旧位置出发指向新位置,而形成一条具有方向性的矢量。若用在刚体运动时,位移这词语也可以包括刚体的旋转在内。对于这案例,刚体内部一个点(例如,质心、几何中心等等)的位移,称为线位移,而刚体的旋转则称为角位移。位移矢量是粒子的新位置与旧位置的矢量差。这矢量差,除以所经过的时间,就是粒子的平均速度。粒子的瞬时速度则是位移矢量随着时间的导数。距离是一种标量,通常定义为位移矢量的大小(最小距离),或定义一条弯曲路径的长度(移动距离)。它不能给出运动方向。假设,从时间
t
=
0
{displaystyle t=0,!}
开始,一个粒子的运动轨道为其中,
t
{displaystyle t,!}
是时间,
R
{displaystyle mathbb {R} ,!}
是实数,
V
n
{displaystyle mathrm {V} ^{n},!}
是n-维矢量空间。那么,粒子移动的瞬时速度
v
(
t
)
{displaystyle mathbf {v} (t),!}
是粒子移动的平均速度
v
¯
(
t
)
{displaystyle {bar {mathbf {v} }}(t),!}
是粒子移动的距离
s
{displaystyle s,!}
是时间
t
{displaystyle t,!}
的函数:其中,
v
(
t
)
=
|
v
(
t
)
|
{displaystyle v(t)=|mathbf {v} (t)|,!}
是速率。
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