Ist es möglich, eine negative Geschwindigkeit zu haben? Warum?


Beste Antwort

Geschwindigkeit ist eine Vektorgröße in einem dreidimensionalen Raum, dh sie kombiniert die Ideen von Größe und Richtung. Das Konzept „negativ“ trifft also nicht wirklich zu, da es für eindimensionale Zahlenlinien erfunden wurde.

Jetzt können Sie eine Geschwindigkeit auf viele verschiedene Arten und einige der von Ihnen angegebenen Zahlen angeben es kann negativ sein. Sie können es als Größe („Geschwindigkeit“) plus Richtung („3 m / s, Nordosten“) angeben. Konventionell ist die Geschwindigkeit immer positiv, aber die Richtung ist implizit zwei Winkel, z , Höhe und Azimut im Horizontalen Koordinatensystem , und beide können negativ sein.

Oder Sie können es als 3 Komponenten in angeben ein kartesisches oder anderes Koordinatensystem, und einige oder alle Koordinaten können negativ sein, z. B. (-1, -2, -3) m / s.

Nun natürlich, wenn Sie dies nicht tun Wenn Sie alle verwirren, können Sie eine negative Geschwindigkeit und eine Richtung angeben, die der Richtung entgegengesetzt ist, in die sich das Objekt tatsächlich bewegt. Aber bitte nicht.

Bitte nicht einmal in dem allgemeinen Fall, in dem Sie zwei der drei Raumdimensionen ignorieren, z. B. weil Sie einen Zug auf einer geraden Strecke haben. Wenn der Zug zufällig mit (-1,0,0) = (-1) m / s, dh „eine Geschwindigkeit von +1 in der -x-Richtung, keine negative Geschwindigkeit.

Antwort

Aus Sicht der klassischen Mechanik ist dies nicht unbedingt möglich: Geschwindigkeit (im physikalischen Sinne) ist eine Vektorgröße, dh sie wird mithilfe eines Koordinatensystems definiert (z. B. \ underset {v} {\ rightarrow} = \ binom { x = 1 m / s} {y = -5 m / s})

Es ist möglich, dass eine oder mehrere dieser Koordinaten negativ sind (wie oben gezeigt), was nur Ihren Geschwindigkeitsvektor für diesen bestimmten bedeutet Die Achse zeigt in die Richtung, die dem Definitionsvektor der Achse entgegengesetzt ist.

Die Geschwindigkeit, wenn sie als einzelne skalare Zahl (wie hier impliziert) ausgedrückt wird, bezieht sich jedoch typischerweise auf die Größe dieses Vektors (als Vektor zwischen zwei vertikalen Balken notiert) mit o Ihr vorheriges Beispiel (ein zweidimensionaler Geschwindigkeitsvektor) wird als | \ underset {v} {\ rightarrow} | notiert = \ sqrt {x ^ 2 + y ^ 2}.

Wie Sie sehen können, ist der Wert dieser Größe immer nur positiv, da negative Werte durch die Quadrierungsoperation gequetscht werden.

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