洪爺教你簡諧運動 高中物理淺談 直線運動學 心得與整理 (2020) INTRODUCTION OF FUNDAMENTALS OF PHYSICS! LIKE👍 訂閱🛎 分享❤️

Sean101
5 min readAug 26, 2020

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前言

開始上學後,不管是小學國中高中,就開始要學習自然科學等等科目。上了高中更會分組成一到三類組等等。一類組就是文法商類別。二類組就是理工科類別。

關於理工科,免不了一定要學數學物理化學。這幾科目也是學生最為頭痛的科目,以前大數同學,總是五點下課之後,就要搭捷運去北車補習之類。北車的周邊的補習班招牌林立,也堪為奇景之一。

學科其中一個讓人卻步的地方就是一開始會有很多論述阿,定理阿等等,等到你開始想要學習應用的時候都已經看累了XD

另外值得一提的是,補習班和老師眾多,教法千變萬多,後來體會到其實要把東西講得讓人懂,也是一門學問,換言之,學生應該是可以找到適合自己的一種教法和學習節奏,這完全是因人而異。

遙想當年在當學生,學習理工科目的時候,有些科目或章節特別得心應手或者事半功倍,更是偶爾會學習到忘我有心流產生。每個人應該都有類似體驗,那此項目就可能是你的天賦或興趣所在!

最近突然萌發奇想,故想趁還未有老人癡呆症的時候,重新發現物理,看看是否可以講得淺顯易通,是否可有不同的看法角度去閱讀與分享。希望能適用於給高中生或大學以前。

不知結果如何,就請拭目以待吧!廢話不多說,開始吧~

(圖片大多節錄自google search or wiki)

International System of Units (SI) 國際單位制

1971年,第14屆計量大會選出了7個數量作為基本數量

  1. 時間
  2. 長度
  3. 質量
  4. 絕對溫度
  5. 電流
  6. 光強度
  7. 基本粒子的量度

先訂好遊戲規則 — 單位,這樣科學家們溝通起來就會好做事。像是大家都用阿拉伯數字,和運算符號,這樣數學家們好溝通。

  1. 公尺是光在真空中一段時間內走過的路徑的長度間隔為1/299 792 458秒。
  2. 銫原子鐘為基礎的標準秒: 一秒是銫133原子發出的9 192 631 770次(特定波長)振盪所需要的時間。
  3. 質量標準是一個由鉑和銥組成的圓柱體,保存在巴黎附近的國際度量局,根據國際協議質量為1公斤。

距離/速度/加速度/時間 x v a t 公式組。直線運動學

東西會動就有速度,例如公車從A站到達B站,花了幾分鐘,這樣車速是多少?根據不同的看時間區間,就有時速,秒速等等。

公車開開停停,所以看的時間區間越小,例如:秒,就會得到當下的瞬時速度 instantaneous velocity。

用數學平面座標XY來看,如果X是時間,Y是距離,那斜率就是速度。

加速度 acceleration

例如廣告詞,跑車速度零到一百只要兩秒,這過程就有加速度。但真實情況是前面起步慢,但後半部跑得多,所以整個過程,細分的加速度又不同。

(以數學來說,速度的變化除以時間區間=加速度)

另外車子突然加速,你會感受到貼背感或者往後倒,是因為身體前一秒還是靜止,你站在車上,車子一整個是剛體(例如你不會看到椅子往後飛因為被鎖起來)或系統且連動, 下一秒被引擎加速往前,身體還沒融入,所以還在前一秒的狀態。

例如搭乘遊樂設施,自由落體,若瞬間加速度太大,可能會導致身體內血流來不急反應,可能會導致暫時暈眩等等。

用數學平面座標XY來看,如果X是時間,Y是速度,那斜率就是加速度。

又如果X是時間,Y是距離,那斜率就是速度。然後若這張圖上一秒中頭尾的斜率若沒有變化,那就是等速度。一秒中頭尾的斜率若有變化,那就有代表有加速度。

簡單來說就是: 來不急反應,因為車子是車子,你是你,不同的系統。

重力加速度 1g = 9.8 m/s2

例如鉛球從高處落下,速度越來越快,是因為有重力加速度,指向地心,因為地球是龐然大物,靠近地球的物體都是他的遊戲規則,最低點是地心,高點可為高空阿等等,導致任何地表上的東西都會被帶向地心。

像是火箭若要飛向月球,則需要夠大的能量和加速度才能脫離地球的遊戲規則。

距離 時間 速度 等加速度 x t v a 公式組:

  1. v = v0 + a t
  2. x — x0 = v0 t + 1/2 a t2
  3. v2 = v0 2 + 2 a x

英文意思:

一組公式,要先知道每個英文所代表的意思:

  1. x是距離,t是時間,此二衍伸出二,v and a。
  2. v = x/t。單位是 公尺 除以 時間。
  3. a = v/t = x/t2 。單位是 公尺 除以 時間2。

等號的單位:

等號左邊和右邊的單位相同:

  1. x vt at2 是同一國。
  2. v at 同一國。
  3. v2 ax 同一國。單位是 公尺2 除以 時間2。

圖表化:

例如想成數學座標圖,圖表勝過文字。

  1. v-t圖,斜直線公式。
  2. v-t圖,斜直線到X軸的面積 等於 梯形面積 等於 矩形 + 三角形。
  3. 前兩式帶入到第三式,會成立。

實例化:

以跑車為例子,速度零到一百只要兩秒,所以知道 v and t。第一個公式可算出a。第二個公式可算出x。

圖像化和實例化最為重要,因為是讓你換一種想法去描述,等於你有多兩種方法去記他們。而一段故事或理論,當你可用自己的語言去描述或者推導時候,基本上就是更了解了!

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