運動函數圖形X-t圖的意義

運動函數圖形X-t圖的意義
國立苑裡高級中學物理科許家銘老師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

對於直線運動物體的實驗，倘若我們在物體的軌道上加上刻度後，或是利用火花打點計時器紀錄，皆可以得到如下的圖形：

讓我們對於該實驗結果做一下加工，以每隔數段作一區間，取某一點為起點（包含時間起點及位置座標起點），填上其時刻及座標即可得到如下的圖形，再者對其以時間軸展開，便可得到所謂的位置(X)對時間(t)的關係圖。

此一作法與先對圖形上作時間及位置的測量並紀錄，再將之繪成位置與時間關係圖無異。可以知道，位置對時間關係圖即為物體運動軌跡沿時間軸展開的結果。

利用圖形的觀察會遠比數據量測後文字分析容易的多，例如：
1.        若圖形為一平行時間軸的線段時，將之壓縮回座標軸上時，可得到物體的位置保持不動，處於靜止狀態。

2.        若圖形為一斜直線時，將之壓縮回座標軸上時，可以知道，物體於相同時距內，會有相同的位移，案速度的定義可得物體正在作等速度運動。

3.        其他種類的圖形，則可藉由相同時距內所作位移的關係（速度的定義），可以推判出物體速度的改變，有無加速度存在及其存在的方向。

資料來源：
1 二年級上學期翰林版高中物理課本