Что такое смещение в физике кратко

Обновлено: 04.07.2024

Железнобитонная плита размером 4 м * 0,5 м * 0,25 м погружена в воду наполовину. какова архимедова сила, действующая сила на нее? плотность воды 1000 кг/м3

Велосипед движется равномерно по окружности радиусом 100 м и делает 1 оборот за 2 мин. Путь и перемещение велосипедиста за 1 мин соответственно равны

1. Классификацию галактик Хаббла часто называют камертонной. Поясните причину такого названия. 2. Определите, какой промежуток времени требуется свету, чтобы пересечь Большое и Малое Магеллановы Облака в поперечнике

При деформации разные части тела перемещаются не одинаково.

Деформацией сдвига называют такой вид деформации, при котором происходит взаимное смещение параллельных слоев материала под воздействием деформирующих сил.

Рассмотрим параллелепипед из резины, закрепим его нижнее основание на горизонтальной поверхности. К верхней грани бруска приложим силу, параллельную верхней грани. При этом слои бруска сдвинутся, оставаясь параллельными, вертикальные грани параллелепипеда будут оставаться плоскими, отклонятся от вертикали на некоторый угол . Деформацию при которой происходит смещение слоев друг относительно друга, называют деформацией сдвига. При деформации сдвига объем твердого тела не изменяется. Схематически деформация сдвига изображена на рис.1

При небольших деформациях сдвига угол ( ) сдвига пропорционален приложенной деформирующей силе. При больших деформациях сдвига может произойти разрушение тела, которое называют срезом.

Деформацию сдвига испытывают все балки в месте опоры, болты, соединяющие детали. Срез при деформации сдвига можно наблюдать при работе ножниц, пилы и т.д.

Величину называют абсолютным сдвигом. Отношение к расстоянию между противоположными гранями называется относительным сдвигом. Если деформация мала, то относительный сдвиг равен углу сдвига. Угол сдвига выражают в радианах. Относительную деформацию при сдвиге можно определить как:

$\text<tg> \ \gamma =\frac \qquad (1)$

где h — расстояние между слоями. Для малых углов сдвига можно считать, что:

$\gamma \approx \frac<\Delta s> \qquad (2)$

Закон Гука при сдвиге

Для небольших напряжений угол сдвига прямо пропорционален величине касательного напряжения ( ):

$\gamma =\frac<\tau> \qquad (3)$

где G – модуль сдвига или модуль упругости второго рода;

$\tau =\frac<F_<upr,\ ||> > \qquad (4)$

$F_<upr,\ ||> где$
— сила упругости, которая действует вдоль слоя тела; S – площадь рассматриваемого слоя. Или для величины абсолютного сдвига закон Гука можно записать как:

$\Delta s=\frac<Fh> \qquad (5)$

Модуль сдвига – постоянная величина, которая характеризует способность материала сопротивляться сдвигу. В международной системе единиц модуль сдвига измеряется в паскалях.

Примеры решения задач

Задание	Каково абсолютное смещение верхнего основания железного цилиндра, радиус которого равен 10 см, высота 20 см? Нижнее основание закреплено неподвижно. На верхнее основание действует сила, равная 20000 Н.
Решение	Сделаем рисунок.

Будем считать, что сила, приложенная к цилиндру, вызывает небольшую деформацию сдвига, которая подчиняется закону Гука:

$\Delta s=\frac<Fh> \qquad (1.1)$

Площадь сечения цилиндра, то есть площадь круга равна:

$G=76\ \cdot <10> Прежде, чем проводить расчет следует найти в справочниках модуль сдвига для железа. Он равен ^9$
Па. Проведем вычисления:

$\Delta s=\frac<20000\cdot 0,2> ^9\cdot \pi \cdot ^2>=1,68\cdot ^\ \left(m\right)$

$\tau =\frac<F_<upr,\ ||> > \qquad (2.1)$

Сила упругости параллельна деформирующей силе, которая указана на рис.2, но направлена в противоположную ей сторону, поэтому величину тангенциального напряжения найдем как:

$\tau =\frac<F> \qquad (2.2)$

Площадь S равна для нашего параллелепипеда:

В таком случае тангенциальное напряжение равно:

$\tau =\frac<F> $

Вычислим тангенциальное напряжение:

$\tau =\frac<4\cdot ^4>=2\cdot ^6\ (Pa)$

Расстояние и смещение - две разные физические величины. В этой статье мы узнаем о Смещение Vs. Расстояние в деталях.

Термины расстояние и смещение могут звучать одинаково, но они разные. Смещение измеряет длину линейного курса, по которому тело движется относительно направления. Для сравнения, расстояние - это общая длина пути, пройденного телом независимо от ориентации.

Теперь давайте подробно рассмотрим различные аспекты смещения относительно расстояния.

Смещение v / s расстояние

Это некоторые фундаментальные различия между смещением и расстоянием.

Расстояние и смещение: подробный анализ

Расстояние - один из примеров скалярной величины. Это физическая величина, которая измеряет длину всего маршрута, по которому движется человек, объект или животное.
Смещение - один из примеров векторной величины. Это физическая величина, которая имеет дело с мерой величины длины маршрута и направления пути тела.

Природа величин расстояния и смещения

Скаляры - это физические величины, которые измеряют длину, размер, скорость тела и расстояние, что является фактическим примером скаляра.

Векторы - это физические величины, которые измеряют протяженность количества и определяют направление маршрута, по которому движется тело. Смещение - реальный пример вектора.

Расстояние и смещение относятся к другой группе физических величин.

Различные случаи в зависимости от характера расстояния и смещения

Расстояние может быть только положительным, поскольку оно является скаляром. Однако смещение - это вектор, и его можно увидеть в системе координат.

Дело 1:

Человек, идущий в прямом направлении, позитивен.

Дело 2:

Человек, идущий в обратном направлении, отрицателен.

Дело 3:

Человек путешествует во всех направлениях и возвращается в исходную точку.

Следовательно, скаляры всегда положительны, а векторы могут менять свой знак.

Математические выражения для расстояния и смещения

И расстояние, и смещение можно выразить в виде математической формулы для измерения длины пути.

Формула для расчета расстояния

Формула расстояния, используемая в физике для измерения длины пути, имеет следующий вид:

= Сумма общей длины маршрута

d₁ = Расстояние, пройденное в первом интервале.

d₂ = Расстояние, пройденное за второй интервал.

Формула для расчета смещения

Формула смещения, используемая в физике для измерения длины линейного пути, имеет вид,

= Разница между начальной и конечной точкой

x_i = длина тела по направлению к начальной точке.

x_f = длина тела к концу.

Помимо этих основных формул, существуют и другие формулы, используемые для расчета длины пути.

Решенные задачи по расстоянию и смещению

Это некоторые числовые значения смещения по сравнению с расстоянием.

Проблема 1

K Авери путешествует на 400 миль на восток, но затем возвращается на 205 миль на запад, чтобы встретить своего коллегу. Каково полное смещение Кавери?

Ответ: Стартовая позиция Кавери задается как Xi = 0.

Ее окончательная позиция принята как

где Xf - это расстояние, пройденное на восток за вычетом расстояния на запад.

Для расчета смещения, т. Е. D

d = (400-205) - 0

d = 195 миль.

Таким образом, полное водоизмещение составляет 195 миль.

Проблема 2

Человек перемещается по сетке плиток через точки P, Q, R, T, U и V, как показано ниже. Сторона каждой квадратной сетки составляет 0.4 км.

а) Рассчитайте общее расстояние, пройденное движущимся человеком.

б) Найдите величину перемещения человека.

Решение:

а) Общее расстояние, пройденное человеком, можно рассчитать следующим образом:

ПК + КР + РТ + ТУ + УФ

0.4 + 0.4 + 0.4 + 0.8 + 0.8 = 2.8 км

Общее расстояние, которое преодолевает человек, составляет 2.1 км.

б) Чтобы вычислить величину человека от начальной точки P до конечной точки V. Следовательно, полное смещение - это длина между P и V. Его можно вычислить с помощью теоремы Пифагора.

Применяем формулу Пифагора, получаем

(ПВ) 2 = (ПУ) 2 + (УФ) 2

Подставляя значения, получаем

(ПВ) 2 = (0.4 х 3) 2 + (0.4 х 2) 2

(ПВ) 2 = 1.44 + 0.64

(ПВ) 2 = 2.08

PV =

PV = 1.44 км

Числовое значение смещения составляет 1.44 км. .

Реальные примеры расстояния и смещения

Собака бродит во все стороны и возвращается к своей точке отдыха. Здесь общая длина маршрута - это расстояние, а длина по определенному порядку - смещение.

Мальчик идет в магазин по самому длинному пути; это его расстояние, и, возвращаясь, он выбирает кратчайший путь; это его перемещение.

Это несколько реальных примеров смещения и расстояния.

Расстояние и смещение: сходства

Международная система единиц измерения расстояния и смещения - метр.
Для измерения расстояния или смещения требуются ссылки, то есть начальная и конечная точки.
Размеры расстояния и смещения равны, т. Е. L
Расстояние и смещение могут стать идентичными в некоторых случаях, например, когда объект движется по линейному пути, а объект движется в одном направлении.

Следовательно, расстояние и смещение могут иметь схожие черты.

Часто задаваемые вопросы | FAQs

Равны ли для объекта расстояние и смещение?

Расстояние и смещение могут быть одинаковыми для тела в некоторых конкретных случаях.

Например, велосипед движется по прямому маршруту как можно дольше в одном направлении. В этом случае расстояние и перемещение мотоцикла могут сравняться.

Что означает расстояние?

Расстояние - это не что иное, как измеримая физическая величина величины объектов.

Скалярная величина дает численное значение длины пути от начала до конца движения, независимо от направления, в котором движется тело. Расстояние никогда не зависит от направления.

В чем смысл смещения?

Смещение фокусируется на измерении кратчайшего расстояния курса.

Обычно это определяется как пример физической векторной величины, которая дает как числовые значения кратчайшей длины, так и направление маршрута, когда тело находится в равномерном или неравномерном движении.

Каковы приложения расстояния и смещения?

Инженеры, архитекторы, дизайнеры должны знать расстояние и смещение при панорамировании объектов.
Используется при навигации по объектам.
Слесари используют эту концепцию для проектирования замков.
Tumbler использует его для расчета длины трубопровода.
Каждый день люди используют эту идею для оценки длины пути.

Чем расстояние отличается от смещения?

Расстояние и смещение во многом отличаются друг от друга.

Расстояние считается самой протяженной протяженностью маршрута без учета направления. Это скалярный характер, а смещение - это минимальная длина улицы с направлением; это вектор по природе.

Измеряют ли расстояние и смещение одно и то же?

Расстояние и смещение - это две разные величины.

И расстояние, и смещение являются физическими величинами. Здесь расстояние является мерой самого длинного пути, пройденного телом, а смещение дает оценку кратчайшего пути; в дополнение к этому, он также указывает направление движения, в котором движется тело.