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速度-时间图
  • 时间:2024-12-22

Introduction

速度-时间图通常用于实时显示时间和速度之间的基本差异。当速度为零加速度时,就会绘制速度-时间曲线图,以勾勒出速度和速度之间的差异。在存在速度和速度的不同情况下,速度-时间图进行干预,以帮助实时理解这两者之间的差异。

Definition of Speed-Time Graphs

速度-时间图是非常有用的图,用于确定物体在某个时间点的运动。它可以让人们实时看到物体的移动速度,以及物体移动时的当前速度。

在速度-时间图中,速度总是绘制在纵轴上,时间绘制在横轴上(Bbc,2022)。图中的两个轴都表示物体的运动,该物体当时正以一定的速度加速


Figure 1: Speed-time graph

在速度-时间图中,时间通常为0,u到某个时间点的速度v。速度-时间图中的梯度表示加速度为常数的物体的加速度。速度-时间图的其他区域通常概述了某个时间点的均匀加速度和恒定速度(Ncl,2022)。

速度-时间曲线图中直线的梯度可以通过在绘制曲线图时除以速度随时间的变化来计算。

Types of Speed-Time Graphs

With Constant Speed

在速度不变的速度-时间图中,Y轴表示速度,X轴表示时间。根据这些类型的速度-时间图,速度在整个时间内始终是恒定的,直到间隔的某个点


Figure 2: Speed-time graph with constant speed

在这种类型的速度-时间图中,改变多少时间并不重要,但速度在整个时间过程中是恒定的。因此,根据这种情况,当速度恒定时,它不考虑流动时经过的时间(Li等人,2019)。

    例如,如果物体的加速度为0,速度为常数(5m/s),则在t=0时,方程为5m/s。在这里,物体的速度将在整个时间过程中保持不变。

With Constant Acceleration

当物体的加速度是恒定的,并且物体的初始速度是0时,物体的速度将线性增加,如下面的速度-时间图所示。在这种类型中,方程保持v=u+at。由于这里u等于0,这里的v将自动等于加速度(Geogebra,2022)。

所以这里的方程是,当加速度为常数时,v=at


Figure 3: Speed-time graph with constant acceleration

根据这种速度-时间图的规则,物体的速度将随着时间线性增加。在这里,曲线图的斜率将为物体提供加速度的大小(Harrod,2018)。例如,如果物体的加速度是常数(用K表示),初始速度为0,则物体的速度将线性增加或减少。这里,曲线图的斜率将提供物体加速度的大小。

With Increasing Acceleration

根据这种类型的速度-时间图,如果物体的加速度随着时间的推移而增加,则该图将是弯曲的。这里的图的方程为v=u+at。由于这里的u值为0,所以这里的v值将等于at。因此,这里的方程将为v=at。


Figure 4: Speed-time graph with increasing acceleration

在这个速度-时间图中,物体的加速度是时间的函数,最终使图成为曲线。例如,如果对象的加速度显示为时间的函数,并且速度为0,则速度-时间图将自动弯曲。在这里,曲线图的斜率将给出当时加速度的大小。

Apppcations of Speed-Time Graphs

速度-时间图是描述物体在不同情况下运动的一个非常有用的组件。通过使用速度-时间图中的数据,可以很容易地实时计算运动物体的加速度。它概述了速度随时间的变化,这对于成功计算运动物体的加速度很有用(Bbc,2022)。

在计算物体在不同情况下行驶的距离时,也可以使用速度-时间图。在速度-时间图中,一个区域被特别分割,以概述移动物体在某一时间帧内覆盖的距离。

此外,该图在表示物体的恒定速度方面也很有用。在速度-时间图中,水平线用于表示物体的加速度,这最终有助于正确地勾勒出恒定速度(Ncl,2022)。速度-时间图在某种程度上也代表了运动物体的运动。物体的运动通常被称为物体的减速度,这可以很容易地通过速度-时间图来概括。

Conclusion

速度-时间图对于显示物体移动时速度和时间之间的差异至关重要。该图考虑了移动物体的恒定速度、恒定速度和均匀加速度,概述了物体的速度和时间将如何实时关联。图表的水平显示在概述移动物体的恒定速度和减速度方面很有用。

References

Journals

哈罗德,S.(2018)。从铁路线路实测数据构建离散时间图。《新兴复杂现实生活问题的新趋势》(第293-302页)。商会施普林格。检索自:https://core.ac.uk

Li,J.,Han,Z.,Cheng,H.,Su,J.,Wang,P.,Zhang,J.,&;Pan,L.(2019年7月)。预测时间演化图中的路径失效。在第25届ACM SIGKDD国际知识发现会议论文集&;数据挖掘(第1279-1289页)。检索自:https://arxiv.org/pdf/1905.03994

Websites

英国广播公司,(2022)。速度-时间图。检索自:https://www.bbc.co.uk[检索日期:2022年6月15日]

Geogebra,(2022)。速度-时间图案例。检索自:https://www.geogebra.org[检索日期:2022年6月15日]

Ncl,(2022)。速度-时间图。检索自:https://www.ncl.ac.uk[检索日期:2022年6月15日]