還記得國中曾經有利用打點計時器 進行自由落體的實驗嗎?
動畫右邊白色區域為紙帶,藍色的圓球從上方自由落下,每經過一定時間便在紙帶上留下記號。
將紙帶每兩個記號間剪成一段,則每一段紙帶長度代表時間間距 dt所落下距離 dy。
然後在水平線上紙帶依序排列(因此水平軸對應於時間軸:每一紙帶對應一個時距 dt )
讓紙帶下方對齊,則高度正比於相同時間內落下距離 dy,因此縱軸對應於物體平均速度 Vy
如此構成類似動畫中 速度-時間圖 (Vy-t圖)。速度-時間圖中所有區域的面積和 便是原本紙帶的長度(落下的總位移)
因此 V-t 圖中的面積 代表物體的位移。若是將時間間距逐漸縮小,則平均速度趨近於 瞬時速度,
圖中曲折的線條會逐漸趨近一條直線— 代表動畫中的等加速度運動,速度隨時間呈線性增加。
希望本動畫能讓你更容易體會 V-t 圖的意義。(請邊看動畫邊思考)
本動畫紙帶()白色區域左邊向下箭頭代表向下加速度向量。
若在箭頭附近按下滑鼠鍵上下移動可以更改 加速度大小。
試比較不同加速度 速度變化的斜率(傾斜的程度)有何不同?
動畫中按下滑鼠左鍵會暫停,可是放開後動畫繼續。
若按下滑屬右鍵也可暫停動畫,需再按一次滑鼠右鍵動畫才會繼續。
當物體完全落下後,動畫會自動停止。按一下滑鼠右鍵會重設並啟動動畫。
改變加速度後 也會重設動畫。
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作者:國立台灣師範大學 物理系 黃福坤
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