4.2
距离问题通过测量物体在不同时间点的速度,来计算其已移动的距离。
当速度变化时,可通过累加多个微小位移区间来近似计算总路程,每个区间表示在短时间步长内的运动。
例如,在赛跑中,一名运动员在前3秒内持续稳定加速。每0.5秒测得的速度数据显示,其速度从0增加到6.2米/秒。
这些测量值用于估算总距离,方法是将速度-时间图划分为半秒间隔的矩形,以计算下和与上和。
较低的估计值使用每个时间间隔左端点处的速度。将这些速度中的每一个乘以0.5秒的时间步长,并将各个结果相加,得到10.55米。
另一方面,上限估计使用右端点的速度。将每个速度乘以时间步长并求和,得到 13.65 米。实际距离介于这两个估计值之间。增加测量次数可得到更精确的结果。
当测量次数无限时,距离等于曲线下面积,即速度对时间的积分。
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