Prędkość i przemieszczenie

Hej Filipie! Pora na tenisa? Jak długo jechałeś, aby tutaj dotrzeć? Jaką pokonałeś odległość? Dokładnie, pięć kilometrów.

Przypatrzmy się temu na mapie... Tutaj jest dom Filipa. Filip wyjeżdża z domu. Skręca raz w jedną, raz w drugą stronę i dojeżdża na miejsce. Na liczniku widać pięć kilometrów.

Ale można także narysować prostą linię, łączącą dom Filipa z halą sportową. W linii prostej będą to wtedy cztery kilometry. Jaka jest więc odległość między domem Filipa a halą sportową? Pięć kilometrów czy cztery kilometry? Odpowiedź zależy od tego, czy chcemy podać odległość czy przemieszczenie.

Na co dzień odległość i przemieszczenie wydają się być tym samym, ale w fizyce są to dwie różne rzeczy. Odległość to droga, którą pokonał Filip, włączając wszystkie skręty. Było to pięć kilometrów, widzieliśmy to na liczniku. Przemieszczenie to najkrótsza droga między dwoma punktami. Graficznie przedstawiamy to za pomocą linii prostej i obliczamy.

Cztery kilometry. Przemieszczenie określane jest za pomocą liczby metrów oraz kierunku: bezpośrednio z punktu startowego... do punktu końcowego. Wielkość i kierunek. Odległość nie ma kierunku.

To po prostu zmierzona długość - podana w metrach, bądź kilometrach. Dojazd do hali sportowej zabiera Filipowi piętnaście minut, czyli kwadrans. Czas jest taki sam, bez względu na to, czy mierzymy odległość, czy przemieszczenie. Co możemy powiedzieć o szybkości? Szybkość to odległość podzielona przez czas.

Pięć podzielone przez jedną czwartą... daje dwadzieścia kilometrów na godzinę. Ale chwileczkę! A co, jeśli podzielimy przemieszczenie, cztery kilometry, przez czas? Czy to da nam inny wynik...?

Tak, dokładnie. Tak obliczylibyśmy średnią prędkość. Szybkość i prędkość to dwie różne rzeczy. Szybkość obliczamy dzieląc odległość przez czas. Prędkość to przemieszczenie podzielone przez czas.

I tak jak przemieszczenie ma kierunek, prędkość również ma kierunek. Prędkość podawana jest na przykład w kilometrach na godzinę, a graficznie przedstawiona za pomocą strzałki pokazującej kierunek. Szybkość nie ma kierunku, podobnie jak odległość. Widzisz tę prawidłowość? Odległość i szybkość nie mają kierunku.

Przemieszczenie i prędkość mają kierunek. Filipie, jesteś z nami? Ale teraz pora na tenisa, prawda? Filip skończył grać w tenisa i wraca do domu. Wraca tą samą drogą, którą jechał do hali sportowej.

Cześć Filipie! Witaj w domu! Przeanalizujmy to jeszcze raz. Jaką odległość pokonałeś dzisiaj skuterem? Spójrzmy jeszcze raz na mapę.

Pięć kilometrów do hali sportowej. Pięć kilometrów z powrotem. Razem dziesięć kilometrów! Ale jakie jest przemieszczenie? Punkt startowy jest tutaj.

A punkt końcowy jest... Tak. Też tutaj. Filip jest z powrotem w domu. Co stanie się, jeśli będziemy próbowali narysować linię z punktu startowego do punktu końcowego?

Hm... Nie da się tego zrobić. To ten sam punkt... Nie da się narysować żadnej linii. Przemieszczenie wynosi...

zero! Odległość to dziesięć kilometrów, ale całkowite przemieszczenie wynosi zero. Filip pojechał do hali sportowej, grał w tenisa, wrócił do domu... Ale przemieszczenie nadal wynosi zero, ponieważ wrócił do tego samego miejsca, z którego wyruszał. Filipie, co to oznacza dla prędkości?

Tak. Jeśli jesteś znowu w tym samym punkcie, to przemieszczenie wynosi zero. Średnia prędkość to zero, bez względu na to, jak szybko jechałeś. Oj... znowu gdzieś jedziesz? Oops.

Skończyło się paliwo? Tak. Mimo, że całkowite przemieszczenie wynosi zero, paliwo zostało zużyte.