4.1: 二维和三维运动前奏

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Nov 1, 2022
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- 4：二维和三维运动
- 4.2: 位移和速度向量

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为了全面描述运动学，我们必须探索二维和三维运动。毕竟，我们宇宙中的大多数物体不是直线移动；相反，它们沿着弯曲的路径移动。从踢足球到鸟类的飞行路径，再到天体的轨道运动，再到血管中的血浆流动，大多数运动都遵循曲线轨迹。

九架喷气式飞机编队飞行的照片。 — 图 $\PageIndex{1}$ ：《红箭》是英国皇家空军的特技飞行表演队。他们总部设在英国林肯郡，以高速进行精确的飞行表演，这需要精确测量三维位置、速度和加速度。（来源：菲尔·朗对作品的修改）

幸运的是，上一章对一维运动的处理为我们奠定了基础，因为在一维中定义的位置、位移、速度和加速度的概念可以扩展到二维和三维。以红箭为例，也被称为英国皇家空军特技飞行队。每架喷气式飞机在三维空域中都遵循独特的曲线轨迹，并具有独特的速度和加速度。因此，为了准确描述任何喷气机的运动，我们必须为每架喷气机分配一个唯一的三维位置向量以及唯一的速度和加速度矢量。我们可以应用在 Motion Along a Straight Line 中得出的相同位移、速度和加速度的基本方程来描述喷气机在二维和三维上的运动，但需要进行一些修改，特别是加入向量。

在本章中，我们还探讨了两种特殊的二维运动类型：弹丸运动和圆周运动。最后，我们讨论相对运动。在开篇的图片中，每架喷气式飞机相对于组中的任何其他喷气式飞机或在地面上观察航展的人都有相对的运动。