La cinématique est la branche de la physique qui décrit les bases du mouvement, et vous êtes souvent chargé de trouver une quantité compte tenu de la connaissance de quelques autres. Apprendre les équations d'accélération constante vous prépare parfaitement pour ce type de problème, et si vous devez trouver accélération mais n'ont qu'une vitesse initiale et finale, ainsi que la distance parcourue, vous pouvez déterminer la accélération. Vous n'avez besoin que de la bonne des quatre équations et d'un peu d'algèbre pour trouver l'expression dont vous avez besoin.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
La formule d'accélération s'applique uniquement à l'accélération constante, etunesignifie accélération,vsignifie la vitesse finale,voussignifie vitesse de départ etsest la distance parcourue entre la vitesse de départ et la vitesse finale.
Les équations d'accélération constante
Il existe quatre principales équations d'accélération constante dont vous aurez besoin pour résoudre tous les problèmes comme celui-ci. Ils ne sont valables que lorsque l'accélération est «constante», donc lorsque quelque chose accélère à un rythme constant plutôt que d'accélérer de plus en plus vite au fil du temps. L'accélération due à la gravité peut être utilisée comme exemple d'accélération constante, mais les problèmes spécifient souvent quand l'accélération se poursuit à un taux constant.
Les équations d'accélération constante utilisent les symboles suivants :unesignifie accélération,vsignifie la vitesse finale,voussignifie vitesse de départ,sdésigne le déplacement (c'est-à-dire la distance parcourue) ettsignifie le temps. Les équations indiquent :
v=u+at\\ s=0.5(u+v) t\\ s=ut+0.5at^2\\ v^2=u^2+2as
Différentes équations sont utiles pour différentes situations, mais si vous n'avez que les vitessesvetvous, avec la distances, la dernière équation répond parfaitement à vos besoins.
Réorganiser l'équation pourune
Obtenez l'équation sous la forme correcte en réorganisant. N'oubliez pas que vous pouvez réorganiser les équations comme bon vous semble, à condition de faire la même chose des deux côtés de l'équation à chaque étape.
Commençant par:
v^2=u^2+2as
Soustrairevous2 des deux côtés pour obtenir :
v^2-u^2=2as
Divisez les deux côtés par 2s(et inverser l'équation) pour obtenir :
a=\frac{v^2-u^2}{2s}
Cela vous indique comment trouver l'accélération avec la vitesse et la distance. N'oubliez pas, cependant, que cela ne s'applique qu'à une accélération constante dans une direction. Les choses se compliquent un peu si vous devez ajouter une deuxième ou une troisième dimension au mouvement, mais vous créez essentiellement une de ces équations pour le mouvement dans chaque direction individuellement. Pour une accélération variable, il n'y a pas d'équation simple comme celle-ci à utiliser et vous devez utiliser le calcul pour résoudre le problème.
Un exemple de calcul d'accélération constante
Imaginez qu'une voiture se déplace avec une accélération constante, avec une vitesse de 10 mètres par seconde (m/s) au départ d'une piste longue de 1 kilomètre (soit 1 000 mètres), et une vitesse de 50 m/s en fin de piste. Quelle est l'accélération constante de la voiture? Utilisez l'équation de la dernière section, en vous souvenant quevest la vitesse finale etvousest la vitesse de départ. Alors, vous avezv= 50m/s,vous= 10 m/s ets= 1000m. Insérez-les dans l'équation pour obtenir :
a=\frac{50^2-10^2}{2\times 1000}=\frac{2400}{2000}=1,2\text{ m/s}^2
Ainsi, la voiture accélère à 1,2 mètre par seconde par seconde pendant son trajet sur la piste, ou en d'autres termes, elle gagne 1,2 mètre par seconde de vitesse chaque seconde.