位移定义

17 Mar 2025 | 阅读 17 分钟

位移(几何学)

位移是几何学和力学中的一个矢量,其长度等于点P的初始位置和最终位置之间的最短距离。它测量的是从起点到终点轨迹点的直线运动的长度和角度,即净运动或总运动。连接起点和终点的平移可以用来识别位移。

点相对于其初始位置 xi 的最终位置 fx,或者一个相对位置(由运动得出),是表达位移的另一种方式。可以通过端点位置与起始位置之差来定义等效位移矢量。

Displacement Definition

研究物体随时间运动时,物体的瞬时速度是位移随时间变化的比率。因此,瞬时速度与速度不同,速度是沿特定路径运动的距离随时间变化的比率。位置矢量的时变率也可以用来描述速度。P(例如,代表火车上乘客行走位置的点)的速度可能被称为相对速度,而不是绝对速度,绝对速度是相对于被认为是“固定在空间中”的点计算的,如果你考虑一个初始的移动位置,或者等效地一个移动的原点(例如,一个固定在火车车厢上的初始位置或原点,而车厢又在轨道上移动)(例如,固定在火车站地板上的点)。

平均速度是一个矢量,与平均速率(一个标量)不同,它是在给定时间段内,位移除以该时间段的时长来定义的。

刚体

在讨论刚体的运动时,“位移”也可以指物体的旋转。在这种情况下,身体粒子(partical)的运动被称为线性位移(沿直线运动)。相比之下,物体的运动被称为旋转位移。

粒子位移

介质中声波传播时,声波粒子远离其平衡位置的运动被测量为粒子位移或位移幅度。米是粒子位移的SI单位(m)。在大多数情况下,这种压力波是纵波(如声音),但也可以是横波(如绷紧的弦的振动)或两者兼有。当声波在空气中传播时,粒子的位移表现为空气分子在声波传播方向及其相反方向上的振动。

当声波以声速(在20°C的空气中为343 m/s)传播时,介质的一个粒子会根据声波在介质中移动的粒子速度而发生位移。

Displacement Definition

角位移

一个点围绕特定轴或中心旋转的角度(以弧度、度或转数为单位)被称为物体的角位移。由于物体绕其轴旋转,因此不能简单地将其运动视为粒子的运动,因为它的速度和加速度(t)会不断变化。在处理物体的旋转时,将其视为刚体更为简单。当身体的粒子间距在其运动过程中保持不变时,例如,当其质量没有飞散时,则该身体被认为是刚体。实际上,所有物体都会变形,但影响很小且不显著。因此,旋转运动被定义为刚体绕固定轴的旋转。

示例

在右侧(或某些移动版本中的上方)的图中,粒子或物体P以与原点O的固定距离r绕其逆时针旋转。用极坐标(r)表示粒子P的位置就变得至关重要。在此特定实例中,半径的值保持不变,而值发生变化。x和y(在直角坐标(x,y)中)都随时间变化。粒子绕圆周运动时所经过的弧长 s 与角位置的关系为

Displacement Definition

三维

具有方向和大小的物体称为三维角位移。由于欧拉旋转定理,方向指定了旋转轴,大小指定了围绕该轴的旋转速率(以弧度为单位,使用右手定则确定方向)。这种东西称为轴-角。

角位移尽管具有方向和大小,但由于违反了加法的交换律,所以不是矢量。然而,在处理无穷小旋转时,可以忽略二阶无穷小量,在这种情况下,会发生交换律。旋转矩阵或欧拉角只是定义角位移的各种技术中的两个例子。有关更多信息,请参见SO(3)图表。

发动机排量

发动机排量(不包括燃烧室)是指活塞发动机中所有活塞扫过的气缸容积。它通常用于描述发动机的大小,因此,作为衡量发动机可能产生的功率以及预计消耗汽油量的粗略指标。因此,排量是发动机车辆监管和推广中常用的方法之一。

它通常以公制单位立方厘米(cc或cm3,等于毫升)、升(l或L),或在美国更常见的立方英寸(CID、cu in或in3)来表示。

对于标准的往复活塞发动机,总排量是通过将三个值相乘来确定的:活塞的行程距离(行程长度)、气缸的横截面积以及发动机中气缸的总数。

Displacement Definition

尝试比较非典型的发动机类型(例如,汪克尔发动机和本田NR摩托车中使用的椭圆形活塞类型)时,使用此技术有时可能会产生错误的结果。制造商和监管机构可能会创建和使用专门的方程来计算各种发动机类型的可比名义排量。

政府法规

政府对机动车征收的费用和税款通常因发动机尺寸而异。在实行此做法的国家,车辆制造商通常会通过提高发动机转速或涡轮增压来提高功率输出,而不是扩大排量。

以发动机排量确定公路税的国家/地区示例包括

在欧洲的一些国家(存在于欧盟之前),有两种费用:一种用于1.0升以上的发动机,另一种用于约1.6升的发动机。

在英国,2001年3月1日之后注册的车辆的税收取决于尾气排放。但是,在此日期之前注册的汽车根据发动机排量征税。低排量车辆可享受较低的税率。

在日本,发动机排量是决定车辆尺寸等级的变量之一,因此,连同车辆总尺寸和功率输出一起,决定了车辆的公路税。

在法国和其他欧盟国家,排量小于50 cc(3.1 cu in)的助力车可以用最少的证件驾驶。这导致所有轻便摩托车的排量都约为49.9 cm3。

美国、加拿大(魁北克省除外)、澳大利亚和新西兰的许多地区的公路税不是按发动机大小确定的。然而,在低功率踏板车或轻便摩托车中,发动机排量经常用于评估操作车辆是否需要许可证。通常的限制是50 cc。

汪克尔发动机具有在给定排量下产生更多功率的能力。因此,它们的税收通常是实际排量的1.5倍(1.3升相当于2.0升,2.0升相当于3.0升),即使实际功率输出可能高于此转换因子所暗示的。

位移(流体)

在流体力学中,当物体大部分浸入流体中,将其推开并占据其位置时,就会发生位移。然后可以通过测量排开流体的体积来计算浸没物体 V 的体积;这两个体积将完全相同。

当物体下沉时,物体在流体中的体积被排开。阿基米德原理认为,物体的重量会因其体积乘以流体密度而降低,这是用来指示浮力的。如果物体的重量小于这个排开的量,它就会漂浮;如果大于这个量,它就会下沉。由于阿基米德原理,流体的体积直接与其位移有关。当物体下沉(完全浸没)时,物体的体积会被排开。漂浮物体排开的流体体积的重量将等于使其移动的物体的重量。

应用

可以使用这种技术来测量固体物品的体积,即使它具有不规则的形状。有许多测量方法。例如,一旦物体被浸入液体中,液位就会升高(通常是水)。第二种情况是,物体被浸入一个溢流罐中,溢流罐装满了液体并溢出。然后收集液体,并确定其体积。第三种情况是,物体悬挂在液面下方,并记录容器的增重。物体排开的液体量等于增重,等于被悬物体积乘以液体密度。

根据阿基米德原理,浸入流体中的物体所受到的浮力等于物体排开的流体的重量。可以对排开流体的重量进行数学计算。公式 m = V 可以用来表示排开流体的质量(以密度和体积表示)。流体排开的重量为 W = mg,其中 g 是重力加速度。因此,W = Vg 可以用来表示排开流体的重量。

可以用一个足够浮力的容器在圆筒内漂浮来确定一个物体或物质的重量,然后可以记录水位。放置物体或物质后,该物体的重量将等于水位体积的重量。

位移(船舶)

船的重量就是它的排水量,也称为排水吨位。顾名思义,它是通过首先确定船排开了多少水,然后应用阿基米德原理来间接确定的。过去,使用各种测量规则来测量长吨。如今,吨更常用。

船的载重量决定了它的排水量,从设计空重(有时称为“轻载排水量”)到最大载荷。使用不同的专用术语来描述不同的载荷和吃水深度,如下所示。船舶的排水量不应与体积或容量的吨位测量混淆,例如净吨位和总吨位,后者在商业船舶中更常用。

计算排水量的第一步是测量船的吃水深度。这是通过其“吃水标记”(或“载重线”)实现的。商船的左舷和右舷各有一个标记,分别位于船头、船中和船尾。[3]借助这些标记,可以以0.5%的精度估算船的排水量。

将每个标记处的观测吃水深度平均化,得到平均吃水深度。船体静力学表显示了相当的排开体积。为了确定重量,必须知道排开水的密度。由于海水(1,025 kg/m3)比淡水(1,000 kg/m3)密度大,船在海水中比在淡水中行驶得更高。此外,水的密度还取决于温度。

位移(语言学)

在语言学中,位移是指语言沟通关于不在场(空间或时间上)的对象的能力,即那些不在场或不在此时的对象。

1960年,查尔斯·F·霍基特(Charles F. Hockett)将位移列为区分人类语言和动物交流系统(ACSs)的13个语言特征之一。据报道,人类在讨论与对话主题在时间或空间上(或两者兼有)相距遥远的主题方面几乎是独一无二的。尽管它确实存在于蜜蜂的舞蹈中,但这种“位移”的特征似乎在人类近亲的口头信号中明显缺失。

蜜蜂通过摇摆舞传递觅食花卉斑块的位置。与人类语言相比,这个例子的位移程度仍然很低。它们只能共享一只蜜蜂最近访问过的食物源的位置。它无法传达过去某个时间点的食物源的概念,也无法对未来的食物源做出预测。此外,语言的缺乏创新性和生产性限制了摇摆舞的位移能力。蜜蜂可以沟通距离和方向,但实验表明它们无法沟通“上面”。蜜蜂也不太可能通过欺骗来沟通不存在的花蜜。因此,蜜蜂交流的位移潜力很小,但由于它们能够谈论不在场的事物(即在空间上相距遥远的事物),所以位移是存在的。

蚂蚁已被观察到派遣侦察兵寻找食物,如果食物太大或太重,以至于侦察兵无法独自将其搬回巢穴(例如,一只死去的毛毛虫),那么它们就会返回并带回更多的工蚁。再一次,谈论当前之外的事情就涉及到位移。非洲织叶蚁(Oecophylla longinoda)也因向新地点迁徙、沟通新食物来源和抵御入侵者而进行了招募。研究人员已在该物种中确定了至少五个不同的系统来执行这些任务。蚂蚁使用一系列身体动作和来自多个腺体的气味信号进行交流。为了沟通资源或入侵者的信息,除了涂抹气味踪迹或释放气味外,动物还会使用触角、身体抽搐和张嘴。

渡鸦(Corvus corax)已知会吸引其他渡鸦到大型进食区域,例如动物尸体。然而,它们招募的原因似乎不太清楚,它们的交流策略也更加神秘。但是,由于它们在某些地点聚集,这表明它们一定知道资源的所在地,因此已证明渡鸦必须有这样的系统。为了觅食并避免被已婚的领地渡鸦夫妇驱赶,人们认为未婚渡鸦会召集一群其他未婚鸟。

位移(心理学)

在心理学中,位移是指一种无意识的防御机制,即心智用新的目标或对象来替代那些在其原始形式中被认为有风险或不满意的高目标。

弗洛伊德

西格蒙德·弗洛伊德(Sigmund Freud)被认为是位移概念的开发者。起初,他将其视为一种曲解梦境的方式,通过强调某些部分而不是其他部分,或用空洞的幻觉替换真实的对象。弗洛伊德称之为“重音位移”。

与一个人相关的感受通过客体位移转移到另一个人身上。一个在工作中度过艰难一天的人的愤怒,在他回到家并对他的妻子和孩子大发雷霆时,会转移到他的家人身上。根据弗洛伊德的说法,有动物恐惧症的孩子可能正在将父母的担忧投射到动物身上。

归因位移:将一个人自己看到的但无法接受的特质归因于另一个人。通过本质,一个自我的一部分在这个心理投射过程中被投射(位移)到另一个人身上。根据弗洛伊德的说法,人们经常将自己的愿望投射到神的旨意上。

身体位移:口腔的感觉可能在生殖器中感受到,或生殖器的感觉可能在口腔中感受到(向上位移)(向下位移)。在他的小说《范妮·希尔》中,作者约翰·克利兰德将阴道称为“下嘴”。性迷恋是将性欲位移到人体上,有时是特定的身体部位,例如脚,有时是无生命的迷恋物品。

弗洛伊德在笑话和神经症中都看到了位移,强迫症患者尤其容易采用将位移到细微之处的技术。凝集(Condensation)是指当两个或多个位移指向同一方向时发生的现象(来自德语Verdichtung)。

恐惧症的位移或压抑:通过恐惧症,人类能够沟通特定的潜意识需求。这些深层压抑的需求产生了焦虑和紧张。压力、恐惧和焦虑是恐惧症的特征,是这种压力的释放。

反向形成:采用有意识的行为来克服一个人对其社会不容忍的非理性思想或情绪所感到的焦虑。反向安排通常以虚假行为为特征,例如浮夸和仓促。宠爱母亲的忠诚的年轻女孩就是反向发展的一个例子,因为她对他(她)的反俄狄浦斯式的蔑视做出了反应。

发展引起的位移

当人们由于发展而被强迫迁移时,这被称为发展引起的位移和重新安置(DIDR)。它历来与为灌溉和水电而建造水坝有关,但它也可能源于各种发展项目,包括采矿、农业、军事设施的建立、机场、工业工厂和武器试验场,以及铁路、道路、城市化和保护项目。

发展引起的位移是一个社会问题,影响着人类社会的各个层面,从高度发达的城市地区到部落和农村群体。在发展中国家,发展通常被视为现代化和经济繁荣的必要步骤;然而,对于流离失所的人们来说,最终结果是生计丧失和贫困。

国内流离失所者(IDPs)、难民和发展引起的流离失所者(DIDPs)之间的区别在于给予每个群体的援助类型根本不同。由于难民和国内流离失所者逃离暴力和迫害,因此他们通常需要国际保护和支持。流离失所者,由于发展,需要恢复创收能力和国家保护。在社会和经济损害方面,因发展而流离失所者与难民(根据难民署定义)相似,但国际法不保护他们。

当人们为了给发展项目腾出空间或填补新的劳动力需求而被迁移出祖居地时,就会发生“首要”或“直接”位移。由于首要位移通常是可以预测的,因此可以通过提前规划来减少。

“次要”或“间接”位移是指发展项目在最初项目之外随时间和距离产生的环境、地形和社会政治影响。这种类型的迁移更不可预测,也更难管理。如果一个社区因采矿项目污染了水源而被迫迁移,这就是次要位移的一个例子。

位移(击剑)

在击剑中,位移是一种用于偏转或躲避攻击的战术。当进攻没有优先权时,击剑手经常使用位移作为一种策略。反击是指攻击对手的优先权。位移的目标是在避免被反击的同时击中对手,如果双方都命中。如果双方都命中,则拥有优先权的进攻者得分。后撤、越过对手的剑前进、使用突击、躲闪,甚至离开场地都属于位移的例子。

儿童位移

儿童位移是指他们完全离开父母、直系亲属或他们最初成长的环境。流离失所的儿童分为许多组,并由于各种不同的原因而被带离家园和社交网络。与父母分离的儿童、难民、被送往寄宿学校的儿童、国内流离失所者(IDPs)和寻求庇护者都属于这些类别。因此,“儿童位移”一词指的是儿童被带离父母及其社会环境的各种情况。这包括出于各种原因的迫害、武装冲突、战争、动乱和隔离。

根据联合国难民署(UNHCR)的数据,截至2002年,全球约有2200万儿童流离失所,其中一些人长达数年。武装冲突或动乱最严重地区的孩子平均需要迁移6至7年。根据普遍接受和认可的定义,18岁以下的任何人(无论情况如何)都被视为“儿童”。

形式

国内流离失所的儿童必须从受内战或武装冲突影响的社区或地区迁移。目前约有1350万儿童在国内流离失所。计划性位移涉及政府基于政策将儿童从父母身边转移,例如美洲原住民儿童。寄宿学校、因离婚程序而被剥夺监护权的非监护父母转移、因上寄宿学校而分离、因社会或经济原因与亲戚(亲属照顾)一起迁移,以及因法律原因被执法部门从家庭中带走的儿童。从战区迁移的儿童是为了防止他们被征入军队。大规模流离失所,包括流离失所者、寻求庇护者和儿童兵。

对依恋发展的影响

父母与孩子之间的相互互动过程形成了依恋。通过这种相互参与,孩子能够区分父母与其他人和他们建立情感联系。婴儿-父母依恋有助于心理安全感、自信心和人际信任的发展。共处的时间不是影响依恋形成唯一因素。依恋的发展也需要一定程度的参与。定期的互动机会对依恋的发展至关重要。

在双亲家庭和单亲家庭中,当父母双方都积极参与时,儿童的情绪健康似乎更高。对真实儿童的研究表明,为了维持联系,孩子需要与他们的依恋对象保持持续的接触。长时间与任何一方父母分离都会对孩子造成伤害,因为它阻碍了父母和孩子建立联系和关系。因此,一旦孩子和父母之间的联系受损,就很难修复。

因此,最好防止此类中断。孩子社会、心理和情感发展上的性格受到孩子与父母关系的影响很大。此外,经验证据表明,孩子与父母之间联系的中断会对孩子的发展产生负面影响。那些无法与任何一方父母建立有意义的联系和牢固互动关系的孩子更有可能面临心理风险。因此,当孩子能够与父母双方建立牢固而定期的联系时,他们更有可能也更有能力实现其心理潜力。

对孩子与父母关系而言,最好的情况是孩子与父母频繁互动。这包括在各种家庭和社会环境中的沟通,例如玩耍、基本护理、设定界限、哄孩子睡觉等。日常活动鼓励和维持信任的发展,也有助于深化和增强亲子互动。


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