Ve světě fyziky jsou rychlost (v), poloha (x), zrychlení (a) a čas (t) čtyři klíčové složky při řešení pohybových rovnic. Můžete získat zrychlení, počáteční rychlost (v0) a uplynulý čas částice a musí se vyřešit pro konečnou rychlost (vF). Je možné použít celou řadu dalších obměn platných pro nesčetné scénáře v reálném světě. Tyto koncepty se objevují ve čtyřech základních rovnicích:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} v ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + v \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Tyto rovnice jsou užitečné při výpočtu rychlosti (ekvivalentní rychlosti pro současné účely) částice pohybující se s konstantním zrychlením v okamžiku, kdy narazí na nepoddajný předmět, jako je země nebo pevná látka stěna. Jinými slovy, můžete je použít k výpočtu rychlosti nárazu nebo z hlediska výše uvedených proměnných, vF.
Krok 1: Posuďte své proměnné
Pokud váš problém zahrnuje předmět padající z klidu pod vlivem gravitace, pak v0 = 0 a a = 9,8 m / s2 a k postupu potřebujete pouze čas t nebo kleslou vzdálenost x (viz krok 2). Pokud naopak můžete získat hodnotu zrychlení a pro auto jedoucí vodorovně přes a danou vzdálenost x nebo pro daný čas t, vyžadující vyřešení mezilehlé úlohy před určením v
F (viz krok 3).Krok 2: Padající objekt
Pokud víte, že předmět spadnutý ze střechy padal po dobu 3,7 sekundy, jak rychle to jde?
Z rovnice 3 výše víte, že:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ text {m / s}
Pokud nemáte čas, ale víte, že objekt spadl do 80 metrů (asi 260 stop nebo 25 příběhů), použijete místo toho rovnici 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ text {m / s}
Jsi hotový!
Krok 3: Rychlé auto
Řekněme, že víte, že auto, které startovalo z klidu, zrychlovalo rychlostí 5,0 m / s na 400 metrů (asi čtvrt míle), než projedete velkým kusem papíru připraveným na oslavu Zobrazit. Z rovnice 1 výše:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5 t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ text {sekundy}
Odtud můžete pomocí rovnice 3 najít vF:
v_f = 0 + (5) (12,65) = 63,25 \ text {m / s}
Spropitné
Vždy nejprve použijte rovnici, pro kterou existuje pouze jedna neznámá, která nemusí nutně obsahovat rovnici konečného zájmu.