Зміст
У світі фізики швидкість (v), положення (x), прискорення (a) та час (t) - це чотири ключові інгредієнти при вирішенні рівнянь руху. Ви можете отримати прискорення, початкову швидкість (v0) і минулий час частинки і повинні вирішити для кінцевої швидкості (vf). Можливі різноманітні інші перестановки, застосовні до незліченних сценаріїв реального світу. Ці поняття фігурують у чотирьох істотних рівняннях:
1. x = v0t + (1/2) при2
2. vf2 = v02 + 2ax
3. vf = v0 + при
4. х = (v0/ 2 + vf/ 2) (т)
Ці рівняння корисні для обчислення швидкості (еквівалентної швидкості для нинішніх цілей) частинки, що рухається з постійним прискоренням в момент, коли вона вражає незворушний предмет, наприклад землю або тверду стінку. Іншими словами, ви можете використовувати їх для обчислення швидкості удару або з точки зору вищезазначених змінних, vf.
Крок 1: Оцініть свої змінні
Якщо ваша проблема стосується предмета, який падає з спокою під дією сили тяжіння, то v0 = 0 і a = 9,8 м / с2 і вам потрібно знати лише час t або відстань, що випала x, щоб продовжити (див. крок 2). Якщо, з іншого боку, ви можете отримати значення прискорення a для автомобіля, який подорожує горизонтально через задану відстань x або за певний час t, вимагаючи вирішити проміжну проблему перед визначенням vf (див. крок 3).
Крок 2: Об'єкт, що падає
Якщо ви знаєте, що предмет, скинутий з даху, падає протягом 3,7 секунди, наскільки швидко він йде?
З рівняння 3 вище ви знаєте, що vf = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 м / с.
Якщо вам не надано часу, але ви знаєте, що об’єкт впав на 80 метрів (приблизно на 260 футів або 25 поверхів), ви б замість цього використали рівняння 2:
vf2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
vf = √ 1,568 = 39,6 м / с
Ти закінчив!
Крок 3: Швидкісний автомобіль
Скажіть, ви знаєте, що автомобіль, який стартував із простою, розганявся на відстані 5,0 м / с на 400 метрів (приблизно чверть милі) перед тим, як проїхати великий папір, встановлений для святкового показу. З рівняння 1 вище,
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2,5) t2
160 = т2
t = 12,65 секунди
Звідси ви можете використовувати рівняння 3, щоб знайти vf:
vf = 0 + (5)(12.65)
= 63,25 м / с
Порада
Завжди завжди використовуйте рівняння, для якого існує лише одне невідоме, а це не обов'язково таке, що містить змінну, що становить остаточний інтерес.