величина

смещение

Изменение положения объекта от начальной точки.
7 статей · 3 формулы

Описание

Перемещение — это векторная величина, описывающая изменение положения объекта от начальной точки до конечной. В отличие от расстояния, которое является скаляром и измеряет полную длину пройденного пути, перемещение учитывает только прямолинейное расстояние между началом и концом, включая направление. Это фундаментальное понятие кинематики, лежащее в основе определения скорости и ускорения, и оно играет центральную роль в механике, теории волн и даже в электродинамике, где фигурирует в токе смещения.

История

Концепция перемещения как вектора была формализована в XIX веке, опираясь на более ранние работы Галилея и Ньютона о движении. Термин «перемещение» в современном смысле стал стандартным с развитием векторного анализа благодаря Гамильтону и Гиббсу в конце 1800-х годов.

Как это работает

Перемещение вычисляется как Δr = r_конечное - r_начальное, где r — вектор положения. Оно подчиняется векторному сложению, поэтому перемещения можно комбинировать, складывая их компоненты. В математическом анализе мгновенная скорость является производной перемещения по времени, а ускорение — второй производной. В колебательных системах ключевой переменной является смещение от положения равновесия, как в законе Гука F = -kx, где x — смещение.

Где применяется

Перемещение используется повсеместно: от инженерии (измерение деформации конструкций) до сейсмологии (отслеживание движения грунта при землетрясениях) и GPS-навигации (расчет изменений положения). В гидродинамике толщина вытеснения описывает, как пограничный слой отталкивает внешний поток наружу.

Любопытный факт

В замкнутом контуре полное перемещение всегда равно нулю, независимо от пройденного расстояния — поэтому турист, прошедший 10 километров по кругу, в итоге имеет нулевое перемещение относительно начальной точки.

Граф понятий →

Формулы

$$a = (2\pi f)^2 x$$
Ускорение при гармонических колебаниях пропорционально квадрату частоты и смещению.
Что в формуле
aпеременнаяускорение — acceleration м/с²
fпеременнаячастота — частота Гц
xпеременнаясмещение от положения равновесия — смещение м
$$\ddot{x} + \omega^2 x = F(t)$$
Уравнение движения для вынужденного гармонического осциллятора.
Что в формуле
xпеременнаяСмещение от положения равновесия — смещение м
tпеременнаяВремя — время с
FпеременнаяВнешняя вынуждающая сила на единицу массы — force per unit mass м/с²
\omegaконстантаХарактеристическая частота колебаний системы — угловая частота = varies рад/с
\ddot{x}операторВторая производная по времени — second time derivative
$$h'' + \Xi h' + \omega^2 h = 0$$
Уравнение описывает движение затухающего гармонического осциллятора.
Что в формуле
hпеременнаясмещение осциллятора — смещение м
Ξпеременнаякоэффициент затухания — damping coefficient 1/с
ωпеременнаяугловая частота незатухающего осциллятора — угловая частота рад/с
h''операторвторая производная h по времени — second time derivative
h'операторпервая производная h по времени — first time derivative

Статьи по теме · 7

Эллипс в толпе активных гантелей
Толпа у входа в узкий коридор ведёт себя не так, как в просторном зале: одних прижимает к стенам, других выталкивает вперёд. Примерно то же происходит, когда вытянутая частица оказывается в жидкости, кишащей самодвижущимися гантелями. До сих пор было неясно, почему такая частица движется вдоль длинной оси быстрее, чем поперёк, и как плотность толпы влияет на её скорость.
Геофизика2026-07-262 минarXiv:2607.23736экспресс
Почему разлом решает, быть ли землетрясению
Два куска наждачной бумаги плотно прижаты друг к другу. Стоит начать их сдвигать, как они сначала цепляются шероховатостями, а потом резко проскальзывают. Примерно так же ведёт себя земной разлом во время землетрясения. Но есть важная деталь: насколько сильно нужно сдвинуть края, чтобы сцепление сорвалось? Это расстояние называют критическим проскальзыванием.
Капли-гонщики на струе
Капли воды вылетают из сопла одна за другой, словно велосипедисты на узкой дорожке. Те, что летят быстрее, догоняют медленных — и сливаются с ними в более крупные капли. Этот простой механизм называют баллистической агрегацией, и до сих пор его наблюдали лишь в космических масштабах: так пылинки слипаются в планеты.
Квантовая рябь в активной материи
Горсть рисовых зёрен падает на горячую сковороду — и они запрыгали. Каждое зерно толкает соседей, вся куча шевелится без внешней руки. Это и есть активная материя: множество частиц, которые сами черпают энергию и превращают её в движение. До сих пор физики изучали такой «танец» по законам Ньютона, не вспоминая о квантовой механике.
Гидродинамика2026-04-181 минarXiv:2604.16974экспресс
Капли, которые сами выбирают путь
Капля воды на столе обычно лежит неподвижно. Но стоит сделать стол чуть мягче с одного края и жёстче с другого — капля поползёт в сторону жёсткости. Это явление называют дуротаксисом: жидкость сама выбирает, куда ей течь, без насосов и электричества. Такой трюк возможен благодаря тому, что поверхность под каплей неодинакова.
Слушать дрожание мембраны
Тонкая плёнка, зажатая между двумя металлическими столбиками, дрожит от малейшего толчка. Её движения улавливает микроволновый резонатор — полость, где радиоволны мечутся, как звук в пустой комнате. Когда мембрана сдвигается, отклик полости меняется.
Алмаз: загадка разбросанных скоростей
Алмаз — не просто украшение. Этот кристалл может проводить электричество, когда в нём появляются свободные носители заряда: электроны и дырки. Но как быстро они движутся? В научных статьях числа разнятся в десятки раз. Одна лаборатория сообщает скорость 1000 см²/(В·с), другая — 4000.