Швидкість і переміщення

Гей, Філіпе! Час для тенісу? Як далеко ти проїхав, щоб потрапити сюди? Яка була відстань? Правильно, п’ять кілометрів. Давайте подивимося на це на карті... Ось будинок Філіпа. Він залишає. Повертається туди-сюди, і ось він приходить. На лічильнику написано п’ять кілометрів. Але можна намалювати і пряму лінію між будинком Філіпа та спортивним центром. -- По прямій. -- Це чотири кілометри. Отже, як далеко від будинку до спортивного центру? -- П'ять кілометрів, -- чи чотири кілометри? Відповідь залежить від того, чи хочемо ми описати відстань -- або переміщення. У повсякденному використанні відстань і переміщення схоже на те саме; але у фізиці вони представляють зовсім різні речі. Відстань - це шлях, яким пішов Філіп, включаючи всі повороти. Це п'ять кілометрів; ми бачили це на його лічильнику. Зміщення є найбільш прямим шляхом між двома точками. Проводимо пряму і виміряємо. Чотири кілометри. Переміщення описується двома числом - метрів - і напрямок: безпосередньо від початкової точки... до кінцевої точки. Розмір і напрямок. Відстань не має напряму. Це просто вимірюється довжина - можливо, кілька метрів або кілометрів. Це займає у Філіпа п’ятнадцять хвилин їхати до спортивного центру – чверть години. Час той самий, незалежно від того, чи вимірюємо ми відстань або зміщення. Що ми можемо сказати про швидкість? Швидкість - це відстань, поділена на час. П'ять поділено на чверть години... Стає двадцять кілометрів на годину. Але почекайте! Що станеться, якщо поділити зміщення - чотири кілометри - на час? Це дасть інший результат...? Так, справді. Це дозволило б обчислити середню швидкість. Швидкість і швидкість – це різні речі у фізиці. Швидкість розраховується шляхом ділення відстані на час. Швидкість - це переміщення, поділене на час. І так само, як переміщення має напрямок, швидкість має напрямок. Швидкість показується числом - кілометри на годину, скажімо - а також стрілка - показує напрямок. Однак швидкість, як і відстань, не має напряму. Ви бачите візерунок? Відстань і швидкість не мають напрямку. Переміщення і швидкість мають напрямок. Ти з нами, Філіпе? Але тепер настав час тенісу, так? Філіп закінчив грати в теніс, і йде додому. Він їде так само, як і до спортивного центру. Ще раз привіт, Філіпе! Ласкаво просимо до дому! Давайте переглянемо! Яку відстань ти проїхав сьогодні на мопеді? Перевірити карту ще раз? П'ять кілометрів до спортивного центру. П'ять кілометрів назад. Десять кілометрів! Але що таке зміщення? Відправна точка тут. -- І кінцева точка... Так. Це також прямо тут. -- Філіп знову вдома. А що станеться, якщо ми спробуємо провести лінію від початкової точки до кінцевої? Ер... Це не можна зробити. Це та ж точка... І черги не буде. Зміщення... нульове! Відстань десять кілометрів, але повне переміщення дорівнює нулю. Він пішов у спортивний центр, грав у теніс, пішов додому... Але все одно зміщення дорівнює нулю, тому що він повернувся з того самого місця, з якого почав. Що це означає для швидкості, Філіпе? Так. Якщо ви повернетесь у ту саму точку, переміщення дорівнює нулю. Тоді середня швидкість дорівнює нулю, як би швидко ти не їхав. О... Ти знову пішов? Упс. Без бензину? Так. Хоча ваше чисте зміщення дорівнює нулю, ви все ще можете спалити бензин.