Fysiikan maailmassa nopeus (v), sijainti (x), kiihtyvyys (a) ja aika (t) ovat neljä keskeistä ainesosaa liikeratojen ratkaisemisessa. Saatat saada kiihtyvyyden, alkunopeuden (v0) ja kulunut aika hiukkaselle ja ne on ratkaistava lopullisen nopeuden (vf). Erilaiset muut permutaatiot, joita voidaan soveltaa lukemattomiin reaalimaailman skenaarioihin, ovat mahdollisia. Nämä käsitteet esiintyvät neljässä olennaisessa yhtälössä:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} kohdassa ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + kohdassa \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Nämä yhtälöt ovat hyödyllisiä laskettaessa hiukkasen nopeutta (vastaa nopeutta nykyisissä tarkoituksissa) liikkuu jatkuvalla kiihdytyksellä sillä hetkellä, että se osuu sietämättömään esineeseen, kuten maahan tai kiinteään esineeseen seinä. Toisin sanoen voit käyttää niitä laskeaksesi iskunopeuden tai yllä olevien muuttujien suhteen vf.
Vaihe 1: Arvioi muuttujat
Jos ongelmaasi liittyy esine, joka putoaa levosta painovoiman vaikutuksen alaisena, v
0 = 0 ja a = 9,8 m / s2 ja sinun tarvitsee vain tietää aika t tai pudonnut etäisyys x jatkaaksesi (katso vaihe 2). Jos taas saatat saada kiihtyvyyden arvon autolle, joka kulkee vaakasuunnassa a: n yli annetulla etäisyydellä x tai tiettynä ajankohtana t, mikä vaatii sinua ratkaisemaan väliongelman ennen v: n määrittämistäf (katso vaihe 3).Vaihe 2: Kaatuva esine
Jos tiedät, että katolta pudotettu esine on pudonnut 3,7 sekunnin ajan, kuinka nopeasti se menee?
Yllä olevasta yhtälöstä 3 tiedät, että:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ teksti {m / s}
Jos sinulle ei anneta aikaa, mutta tiedät, että esine on pudonnut 80 metriä (noin 260 jalkaa eli 25 tarinaa), käytä sen sijaan yhtälöä 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ teksti {m / s}
Olet valmis!
Vaihe 3: Ylinopeusauto
Sano että tiedät, että pysähdyksestä lähtenyt auto on kiihtynyt nopeudella 5,0 m / s 400 metriä (noin neljännes mailin) ennen ajoa läpi suuren paperin, joka on järjestetty juhlaa varten näyttö. Yllä olevasta yhtälöstä 1:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ teksti {sekuntia}
Täältä voit löytää yhtälön 3 avulla vf:
v_f = 0 + (5) (12,65) = 63,25 \ teksti {m / s}
Kärki
Käytä aina ensin yhtälöä, jolle on vain yksi tuntematon, joka ei välttämättä sisällä lopullisen kiinnostuksen muuttujaa.