En el mundo de la física, la velocidad (v), la posición (x), la aceleración (a) y el tiempo (t) son los cuatro ingredientes clave para resolver ecuaciones de movimiento. Puede obtener la aceleración, velocidad inicial (v0) y el tiempo transcurrido de una partícula y tienen que resolver la velocidad final (vF). Es posible una variedad de otras permutaciones aplicables a innumerables escenarios del mundo real. Estos conceptos aparecen en cuatro ecuaciones esenciales:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} en ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + en \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Estas ecuaciones son útiles para calcular la velocidad (equivalente a la velocidad para los propósitos actuales) de una partícula. moverse con aceleración constante en el momento en que golpea un objeto inflexible, como el suelo o un sólido pared. En otras palabras, puede usarlos para calcular la velocidad del impacto, o en términos de las variables anteriores, vF.
Paso 1: evalúe sus variables
Si su problema involucra un objeto que cae desde el reposo bajo la influencia de la gravedad, entonces v
0 = 0 y a = 9,8 m / s2 y solo necesita saber el tiempo to la distancia recorrida x para continuar (vea el Paso 2). Si, por otro lado, puede obtener el valor de la aceleración a para un automóvil que viaja horizontalmente sobre un una distancia dada xo durante un tiempo determinado t, lo que requiere que resuelva un problema intermedio antes de determinar vF (vea el paso 3).Paso 2: un objeto que cae
Si sabe que un objeto que cayó desde un tejado ha estado cayendo durante 3.7 segundos, ¿qué tan rápido va?
De la ecuación 3 anterior, sabes que:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ text {m / s}
Si no se le da el tiempo, pero sabe que el objeto ha caído 80 metros (unos 260 pies o 25 pisos), utilizaría la ecuación 2 en su lugar:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ text {m / s}
¡Listo!
Paso 3: un coche a toda velocidad
Supongamos que sabe que un automóvil que arrancó desde parado ha estado acelerando a 5,0 m / s durante 400 metros. (aproximadamente un cuarto de milla) antes de conducir a través de una gran hoja de papel preparada para una celebración monitor. De la ecuación 1 anterior:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2.5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12.65 \ text {segundos}
A partir de aquí, puede usar la ecuación 3 para encontrar vF:
v_f = 0 + (5) (12,65) = 63,25 \ text {m / s}
Consejo
Utilice siempre primero una ecuación para la que solo haya una incógnita, que no es necesariamente una que contenga la variable de interés final.