運動學圖像模擬器 (Motion Graphs Simulator) – 探索位移、速度與加速度(Displacement, Velocity and Acceleration)

這個互動式運動學圖像模擬器 (Motion Graphs Simulator) 旨在幫助學生視覺化直線運動 (Rectilinear motion)。透過這個工具,你可以清楚地觀察到物體的位移 (Displacement)、速度 (Velocity) 與加速度 (Acceleration) 隨時間變化的關係

Kinematics Graphs
運動學圖像

Billy Sir's Interactive Physics: Explore displacement, velocity, and acceleration.
探索位移、速度與加速度的關係 | Billy Sir 互動物理

Simulation 模擬
Time (t): 0.0 s
Position (s): 0.0 m
Tap/drag to set initial position 點擊/拖曳設定初始位置
5.0 m/s
2.0 m/s²

如何使用 (How to Use):

  1. 設定初始位置 (Initial Position):在模擬畫面上點擊或拖曳來決定物體的起始位置。
  2. 調整物理參數 (Physics Parameters):使用滑桿即時改變物體的初速度 (Initial Velocity, u) 以及加速度 (Acceleration, a)。
  3. 觀察運動圖像 (Motion Graphs):切換標籤頁來觀察「位移-時間圖 (s-t Graph)」、「速度-時間圖 (v-t Graph)」與「加速度-時間圖 (a-t Graph)」。
  4. 縮放視角 (Zoom):使用畫面右上角的「+」與「-」按鈕來放大或縮小模擬畫面的比例。
  5. 開始與重設 (Start & Reset):點擊開始模擬以觀察物體運動及圖表的實時變化,或點擊重設恢復預設值。

觀察與討論 (Reflection / Observation):
在觀察模擬器時,請特別注意各個圖表之間的數學與物理關係 (Mathematical and Physical relationship):

  • 位移-時間圖 (s-t graph) 的斜率 (Slope) 代表速度 (Velocity, v)。如果 s-t 圖是一條曲線,代表速度正在改變。
  • 速度-時間圖 (v-t graph) 的斜率 (Slope) 代表加速度 (Acceleration, a)。
  • 速度-時間圖 (v-t graph) 下方的面積 (Area under curve) 代表位移 (Displacement, s)。
    透過調整不同的初速度與加速度組合,你可以直觀地理解等速運動 (Uniform motion) 與等加速運動 (Uniformly accelerated motion) 的圖形特徵。
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