3：沿直线运动
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对运动学的全面处理考虑二维和三维运动。 现在，我们讨论一维运动，这为我们提供了研究多维运动所需的工具。 物体进行一维运动的一个很好的例子是本章开头描述的磁悬浮（磁悬浮）列车。 比如说，当它从东京前往京都时，它在行程的不同时间处于轨道上的不同位置，因此会出现位移或位置变化。 它在路径上也有各种各样的速度，并且会经历加速度（速度变化）。 利用本章中学到的技能，我们可以计算出这些数量和平均速度。 所有这些数量都可以使用运动学来描述，而无需知道列车的质量或所涉及的力。
- 3.1: 沿直线前奏动作
- 我们可以用运动学和动力学这两个学科来描述运动。 我们在牛顿的运动定律中研究动力学，它与运动的原因有关；但是，在没有提及运动的原因的情况下，有很多关于运动的知识要学习，这就是对运动学的研究。 运动学涉及通过位置、时间、速度和加速度等属性来描述运动。
- 3.2: 位置、位移和平均速度
- 要描述物体的运动，首先必须能够描述其位置 (x)：它在任何特定时间的位置。 更确切地说，我们需要指定它相对于方便的参考框架的位置。 参考系是一组任意的轴，从中描述物体的位置和运动。
- 3.3: 瞬时速度和速度
- 告诉我们物体沿其路径任意位置移动的速度的量是瞬时速度，通常简称为速度。 两点之间的时间（以及位移）接近零是极限内路径上两点之间的平均速度。
- 3.4: 平均加速度和瞬时加速度
- 加速度是速度变化的速率。 它也是一个向量，这意味着它既有大小又有方向。 加速度的 SI 单位是米每秒的平方。 加速可能是由速度的大小或方向的变化引起的，或者两者兼而有之。 瞬时加速度是速度与时间图的斜率。
- 3.5：恒定加速运动（第 1 部分）
- 在分析具有恒定加速度的一维运动时，请确定已知量并选择相应的方程来求解未知数。 根据已知量和未知量，需要一两个运动学方程来求解未知数。
- 3.6：恒定加速运动（第 2 部分）
- 对于未知数，双体追击问题总是需要同时求解两个方程式。
- 3.7: 自由落体
- 如果空气阻力可以忽略不计，则处于自由落体状态的物体会持续加速。 在地球上，由于重力，所有自由落体物体的加速度均为 g，平均值 g = 9.81 m/s^2。 对于自由落体的物体，通常将向上方向视为位移、速度和加速度的正值。
- 3.8: 通过加速度求出速度和位移
- 积分微积分为我们提供了更完整的运动学公式。 如果已知加速度 a (t)，我们可以使用积分微积分推导出速度 v (t) 和位置 x (t) 的表达式。
缩略图：一列 JR Central L0 系列五车位磁悬浮（磁悬浮）列车正在山梨测试赛道上进行试运行。 磁悬浮列车的运动可以用运动学来描述，这是本章的主题。 （来源：“Maryland GovPics” /Flickr 对作品的修改）。