位移、速度、加速度、等加速度運動、自由落體運動、相對運動
從牛頓的時代背景探索第二運動定律（下）
行政院科技部科技顧問／瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安
在伽利略和牛頓的時代，數學工具只有幾何、三角、和代數，物理知識也僅限日常生活中有系統的觀察，及少數的實驗結果。用現代的標準來衡量，伽利略和牛頓頂多只有國中畢業的程度。如果我們用現代的數理常識背景來解答三、四百年前的問題，那就是「事後有先見之明」了。雖然和「力學」有關的量測，伽利略得到的數據被推崇是權威性，然而他的「力學」實驗幾乎全部是基於物體的直線運動。在這個時代背景下，牛頓建立的理論，是從「一維系統」開始，然後才推廣到「三維空間」。因此，我們也從直線運動開始，試試看能否經歷一趟牛頓的思路。
伽利略的相對性原理
國立臺灣大學應用物理博士班張智豪
伽利略的相對性原理是說明慣性參考座標與物理定律的原理。伽利略的相對性原理說所有物理定律不會因為慣性參考座標改變而改變。所謂慣性參考座標是指某一個人在空間上的某一點，而這個人以某個等速度 $$V$$ 在運動，然後我們以這個人的角度去觀察這個世界，那我們就是以這個人做為慣性參考座標去觀察這個世界。
物理定律是指所有物體必須遵守的定律，例如 $$F=ma, (GMm)/r^2=F$$, 作用力=反作用力 等等都是物體所必須遵守的物理定律，而我們以某個慣性參考座標去觀察這個世界的話， 我們會發現不管我們用哪個慣性參考座標去觀察這世界，這些定律的形式都還是會一樣的，不會因為換了個慣性參考座標，物理定律就有所改變。(以等速運動的座標才可以作為慣性參考座標 ,變速運動就不是慣性參考座標。)
等加速運動 (Uniformly Accelerated Motion)
國立臺灣大學物理系簡嘉泓
等加速運動為物理學上的運動型態之一，等加速運動有兩個特性：運動軌跡為直線、加速度為定值。我們知道加速度為一向量，向量相等的條件為方向及大小都相同，所以等加速度運動亦即加速度之方向與大小皆不隨時間改變之運動。
公式推導
由加速度為定值這項特性，我們可以推導出等加速度運動的幾項基本公式：由 $$a-t$$ （加速度-時間）圖（如圖一）可得速度的變化量 $$\Delta v=at$$ ─ 式 $$(1)$$，而以 $$v_0$$ 為初始速度，$$v_f$$ 為最終速度，可得 $$v_0+\Delta v=v_f$$ ─ 式 $$(2)$$。
作者提供
加速度（Acceleration）
台中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
所謂加速度是運動學上的一個量，它與位置(position)、速度(velocity)同為運動學三大基本量。加速度是速度對時間微分，加速度對時間積分就會是速度變化。
加速度也可以是動力學的量，它代表力(force)與質量(mass)的比值，不過這樣的表示方式，只是一種簡化的表示方式，只有在質量維持不變情形才會成立，當質量隨時間改變時，牛頓第二定律就必須修正為力是動量對時間微分，而非力等於質量乘以加速度。
速率 (Speed)
臺中縣縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
所謂速率指的是速度的大小，因為只有代表速度的大小，因此屬於一種純量，相對地，速度是一種向量。速率是路徑長除以時間，也可以說成單位時間內的路徑長。因此MKS制單位是公尺除以秒(m/s)，cgs制單位是公分除以秒(cm/s)。
在時間很短的運動中的速率，稱為瞬時速率，經過一段時間的運動中的速率，稱為平均速率。相對地，時間很短的運動中的速度稱為瞬時速度，經過一段時間的 運動中的速度，稱為平均速度。對於瞬時速度與瞬時速率而言，因為時間極短，所以無法子改變，因此我們可以說:瞬時速率恆等於瞬時速度的大小。
自由落體 (Free Falling Body)
台北市立第一女子高級中學黃韻心/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
自由落體是指物體在最初(計時開始時)相對釋放者為靜止之落體運動。就廣義而言，自由落體為在僅受該星球之重力作用下的落體運動因此斜向拋射也可視為廣義的自由落體運動。
伽利略以前，便有許多學者根據自身所觀察的現象對落體做解釋。亞里斯多德在所著之《De Caelo》中，即闡述其對於落體的想法，當時僅是些關於定性與現象的文字描述(事實上，這些想法也將被後來伽利略等科學家所推翻)。
終端速率 〈Terminal Speed〉
臺北市立第一女子高級中學林妏霙/臺北市立第一女子高級中學黃克雄老師修改/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯
一般我們在討論拋體時，都會忽略空氣阻力，但是如果當一個物體的初速率過大或從足夠高的地方拋出，空氣阻力就不能被忽略。
等速度運動 （Motion with Constant Velocity）
台北市立第一女子高級中學黃韻心/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
除了靜止的物體外，等速度運動可謂是一種最簡單的運動形式。在理想的情況下，這樣的運動即發生在我們的生活週遭。例如：一個物體滑過水平的、幾乎無摩擦的表面等。
游標尺（Vernier）
台北市立第一女子高級中學許嘉容/台北市立第一女子高級中學黃克雄老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯
可測量圓形工作物之內外徑、長度、厚度、槽之寬度等，與內外卡鉗之用途相似，亦有深度量測裝置，以量測短距離深度，此種卡尺使用簡捷精密，為工廠常用的量測工具。
