علم الحركة هو فرع الفيزياء الذي يصف أساسيات الحركة ، وغالبًا ما تكون مكلفًا بإيجاد كمية واحدة بمعرفة عدد آخر. إن تعلم معادلات التسارع الثابت يهيئك تمامًا لهذا النوع من المسائل ، وإذا كان عليك أن تجد التسارع ولكن لديك فقط سرعة البداية والنهاية ، إلى جانب المسافة المقطوعة ، يمكنك تحديد التسريع. ما عليك سوى المعادلة الصحيحة من المعادلات الأربع وقليلًا من الجبر لإيجاد المقدار الذي تريده.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)
تنطبق معادلة التسارع على التسارع الثابت فقط ، وأتعني التسارع ،الخامستعني السرعة النهائية ،شيعني سرعة البدء وسهي المسافة المقطوعة بين سرعة البداية والسرعة النهائية.
معادلات التسارع الثابت
هناك أربع معادلات تسريع رئيسية ثابتة ستحتاجها لحل جميع المسائل مثل هذه. تكون صالحة فقط عندما يكون التسارع "ثابتًا" ، لذلك عندما يكون هناك شيء يتسارع بمعدل ثابت بدلاً من التسارع بشكل أسرع وأسرع مع مرور الوقت. يمكن استخدام التسارع الناتج عن الجاذبية كمثال على التسارع المستمر ، ولكن غالبًا ما تحدد المشكلات متى يستمر التسارع بمعدل ثابت.
تستخدم معادلات التسارع الثابت الرموز التالية:أتعني التسارع ،الخامستعني السرعة النهائية ،
v = u + at \\ s = 0.5 (u + v) t \\ s = ut + 0.5at ^ 2 \\ v ^ 2 = u ^ 2 + 2as
المعادلات المختلفة مفيدة في المواقف المختلفة ، ولكن إذا كان لديك فقط السرعاتالخامسوش، جنبا إلى جنب مع المسافةس، المعادلة الأخيرة تلبي احتياجاتك تمامًا.
أعد ترتيب المعادلة لـأ
احصل على المعادلة بالشكل الصحيح عن طريق إعادة الترتيب. تذكر أنه يمكنك إعادة ترتيب المعادلات بالطريقة التي تريدها بشرط أن تفعل الشيء نفسه لكلا طرفي المعادلة في كل خطوة.
بدءا من:
v ^ 2 = u ^ 2 + 2as
طرح او خصمش2 من كلا الجانبين للحصول على:
v ^ 2-u ^ 2 = 2as
اقسم كلا الجانبين على 2س(وعكس المعادلة) للحصول على:
أ = \ frac {v ^ 2-u ^ 2} {2s}
يخبرك هذا بكيفية إيجاد التسارع بالسرعة والمسافة. تذكر ، مع ذلك ، أن هذا ينطبق فقط على تسارع ثابت في اتجاه واحد. تصبح الأمور أكثر تعقيدًا بعض الشيء إذا كان عليك إضافة بُعد ثان أو ثالث للحركة ، ولكن بشكل أساسي تقوم بإنشاء واحدة من هذه المعادلات للحركة في كل اتجاه على حدة. لتسريع متغير ، لا توجد معادلة بسيطة مثل هذه لاستخدامها وعليك استخدام حساب التفاضل والتكامل لحل المسألة.
مثال على حساب التسارع المستمر
تخيل أن سيارة تتحرك بعجلة ثابتة بسرعة 10 أمتار في الثانية (م / ث) عند بداية مسار بطول 1 كيلومتر (أي 1000 متر) وسرعته 50 م / ث بنهاية المسار. ما هو التسارع المستمر للسيارة؟ استخدم المعادلة من القسم الأخير ، وتذكر ذلكالخامسهي السرعة النهائية وشهي سرعة البداية. لذا ، لديكالخامس= 50 م / ث ،ش= 10 م / ث وس= 1000 م. أدخل هذه في المعادلة للحصول على:
أ = \ frac {50 ^ 2-10 ^ 2} {2 \ times 1000} = \ frac {2400} {2000} = 1.2 \ text {m / s} ^ 2
إذن ، تتسارع السيارة بمعدل 1.2 متر في الثانية في الثانية أثناء رحلتها عبر المسار ، أو بعبارة أخرى ، تزيد سرعتها 1.2 مترًا في الثانية كل ثانية.