Paljud füüsika valemid ja võrrandid hõlmavad alg- ja lõppkiiruse arvutamist. Alg- ja lõpliku kiiruse erinevus impulssi või võrrandite säilitamise võrrandites ütleb teile objekti kiiruse enne ja pärast midagi juhtumist. See võib olla objektile rakendatud jõud, kokkupõrge või muu, mis võib muuta selle trajektoori ja liikumist.
Ühtlase kiirendusega objekti lõpliku kiiruse arvutamiseks võite kasutada vastavat liikumisvõrrandit. Need võrrandid kasutavad kauguste, algkiiruse, lõppkiiruse, kiirenduse ja aja kombinatsioone, et neid omavahel seostada.
Lõplik kiiruse valem
Näiteks lõplik kiirus (vf ) valem, mis kasutab algkiirust (vi), kiirendus (a) ja aeg (t) on:
v_f = v_i + aΔt.
Objekti antud algkiiruse korral saate jõu kiirenduse korrutada jõu rakendamise ajaga ja lisada selle algkiirusele, et saada lõplik kiirus. "Delta" Δ ees t tähendab, et see on aja muutus, mille saab kirjutada järgmiselt tf- ti.
See sobib ideaalselt raskuse tõttu maapinna poole kukkuva palli jaoks. Selles näites oleks raskusjõust tingitud kiirendus gravitatsioonikiirenduse konstant
g = 9,8 m / s2. See kiirenduskonstant ütleb teile, kui kiiresti ükski objekt Maale kukutades kiireneb, olenemata objekti massist.Kui viskate palli etteantud kõrguselt välja ja arvutate, kui kaua kulub pallil maani jõudmiseks, saate lõpliku kiirusena määrata kiiruse vahetult enne selle põrkamist maapinnale. Esialgne kiirus oleks 0, kui langetaksite palli ilma välise jõuta. Kasutades ülaltoodud võrrandit, saate määrata lõpliku kiiruse vf.
Alternatiivsed lõpliku kiiruse kalkulaatori võrrandid
Võite kasutada muid kinemaatilisi võrrandeid vastavalt olukorrale, milles töötate. Kui teaksite objekti läbitud vahemaad (Δ_x_) koos esialgse kiiruse ja ajaga, mis kulus selle vahemaa läbimiseks, võite arvutada lõpliku kiiruse võrrandi abil:
v_f = \ frac {2Δx} {t} - v_i
Kasutage nendes arvutustes kindlasti õigeid ühikuid.
Rulliv silinder
Kaldtasandist või mäest alla veereva silindri jaoks saate energia kiiruse valemi abil arvutada lõpliku kiiruse. See valem ütleb, et kui silinder algab puhkeolekust, peaks energia, mis tal on algasendis, võrduma oma energiaga pärast teatud vahemaa veeremist.
Esialgses asendis puudub silindril kineetiline energia, kuna see ei liigu. Selle asemel on kogu selle energia potentsiaalne energia, see tähendab, et selle energiat saab kirjutada nii E = mgh massiga m, gravitatsioonikonstant g = 9,8 m / s2 ja kõrgus h. Pärast silindri kaugusele veeremist on selle energia tema translatiivse kineetilise energia ja pöördkineetilise energia summa. See annab teile:
E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 + \ frac {1} {2} Iω ^ 2
kiiruse jaoks v, pöörlev inerts Mina ja nurkkiirus "omega" ω.
Pöörlev inerts Mina silindri jaoks on Mina = härra2/ 2. Energia jäävuse seaduse järgi saate silindri algse potentsiaalse energia seada võrdseks kahe kineetilise energia summaga. Lahendamine v, saate
v = \ sqrt {\ frac {4} {3} gh}
See lõpliku kiiruse valem ei sõltu silindri massist ega massist. Kui teaksite silindrivalemi kaalu kilogrammides (tehniliselt mass) erinevate silindriliste esemete jaoks, siis võiks võrrelda erinevaid masse ja leida, et nende lõppkiirused on samad, sest mass tühistab avaldise ülal.