通过电子游戏解释物理学/位移

介绍

位移是物体在两个时间点之间位置的变化。它是一个矢量量，这意味着它既有方向也有大小。^[1]

位移方向

位移的方向取决于我们对正方向和负方向的选择。这种选择可能因情况而异。但是，我们倾向于考虑笛卡尔网格约定来确定位移是正的还是负的。

二维笛卡尔网格的表示。如果两个轴表示物体的位移，则“Y”轴表示垂直位移，“X”轴表示水平位移。

右边是一幅二维笛卡尔网格的图像。我们通常使用约定，向上运动（+Y 方向）具有正的垂直位移，向右运动（+X 方向）具有正的水平位移。

考虑到这一点，如果发现物体在某个方向上运动，我们可以根据下表决定它是否具有负位移或正位移。

笛卡尔网格约定参考表

物体相对运动方向	位移类型
向上 (↑)	(+) 垂直正
向下 (↓)	(-) 垂直负
向右 (→)	(+) 水平正
向左 (←)	(-) 水平负
水平和垂直方向的任何组合（例如 ↖，↗ 和 ↘）	将在以下主题中讨论。

笛卡尔网格约定下的位移

作为一个一般的例子，考虑一团气球在 气球大战 中相对于地面上升 MuadDib。这些气球在地面上方，并且离地面越来越远，以向上运动的方式移动。因此，我们可以使用笛卡尔网格约定来表明气球相对于地面具有正的垂直位移。

笛卡尔网格约定的例外

在 Cruisin' 4A Bruisin' 中的汽车 Raspy 667 朝向左侧移动。需要注意的是，汽车通常按照它们所面对的方式移动。因此，如果我们要在上面的桥上跟踪这辆车的运动，假设汽车向前移动（在这种情况下是向左移动）时，它是在正方向移动可能更实际。

因此，我们可能希望将汽车的向左运动定义为产生正位移，从而推翻笛卡尔网格约定。

相反，如果汽车向后移动（即倒车），我们可以将向右方向的移动定义为产生负位移。因为汽车不像向前移动那样经常倒车，所以将负方向用于汽车倒车时更方便。

位移的大小

一个玩家试图在图像上两个标记的点之间旅行。

位移的大小取决于在观察物体期间起点和终点之间存在的最短距离。因此，起点和终点之间的路径不会影响位移。相反，只有起点和终点的位置才起作用。^[3]

例如，假设您正在玩 战场 2 HeyListen（在右边）并且您的目标是穿过另一座绿色的山丘。您可以跳到梯子上穿越，也可以躲避炮弹穿越。假设您具有相同的起点和终点，那么无论哪种方式，您的位移都将相同。

因此，虽然在图像中路径在A 点和B 点之间具有不同的长度，但位移大小保持不变。