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位移與路程、速度與速率的區別

2024-03-25科學

在物理學中,位移與路程、速度與速率是兩個完全不同的概念。

位移只關心物體的初位置和末位置,它是由初位置指向末位置的一個向量,具有方向性。而路程是物體運動過程所經歷的空間位置,外觀表現出來為物體運動的軌跡。所以位移為向量,路程為純量,二者沒有可比性。

如物體從A點運動到B點,再由B點運動到C點,物體的位移為從A指向B的一個向量,大小為4公尺,而路程為從A到B的6公尺再加上B到C的2公尺共8公尺。假如一個同學圍著操場跑了一圈,他所跑的路成為操場一圈的路程為400公尺,但他跑的一圈又回到了初始的位置,位移從初位置指向末位置,所以位移的大小為零!速度的絕對值的大小總是小於或等於物體路程的大小。

速度的概念為物體的位移與發生這段位移所用的時間之比,因為位移為向量,所以速度也為向量,它可以是很長一段時間內物體的平均速度,也可以是某一時刻的瞬時速度。而速率是一個純量,它是指物體在某一時刻的瞬時速度的大小。加速度是真對於速度而言,是只在單位時間內物體速度變化的程度,也是一個向量。