U svijetu fizike, brzina (v), položaj (x), ubrzanje (a) i vrijeme (t) četiri su ključna sastojka u rješavanju jednadžbi gibanja. Možete dobiti ubrzanje, početnu brzinu (v0) i proteklo vrijeme čestice i moraju riješiti konačnu brzinu (vf). Moguće su razne druge permutacije primjenjive na bezbroj stvarnih scenarija. Ti se pojmovi pojavljuju u četiri bitne jednadžbe:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} na ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + na \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Te su jednadžbe korisne za izračunavanje brzine (ekvivalentne brzini za sadašnje svrhe) čestice krećući se konstantnim ubrzanjem u trenutku kada udari u nepopustljiv predmet, poput tla ili krutine zid. Drugim riječima, pomoću njih možete izračunati brzinu udara ili u smislu gornjih varijabli, vf.
Korak 1: Procijenite svoje varijable
Ako vaš problem uključuje predmet koji padne s mirovanja pod utjecajem gravitacije, tada v0 = 0 i a = 9,8 m / s2 a za nastavak trebate znati samo vrijeme t ili udaljenost x (pogledajte korak 2). Ako, pak, možete dobiti vrijednost ubrzanja a za automobil koji vozi vodoravno preko a zadane udaljenosti x ili za određeno vrijeme t, što zahtijeva od vas da riješite intermedijarni problem prije određivanja v
f (vidi korak 3).Korak 2: padajući objekt
Ako znate da je predmet koji je pao s krova padao 3,7 sekundi, koliko brzo ide?
Iz jednadžbe 3 gore znate da:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ tekst {m / s}
Ako vam se ne da vrijeme, ali znate da je objekt pao 80 metara (oko 260 stopa ili 25 katova), umjesto toga upotrijebite jednadžbu 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ text {m / s}
Gotov si!
Korak 3: Auto s brzinom
Recimo da znate da automobil koji je krenuo s mjesta ubrzava brzinom od 5,0 m / s za 400 metara (oko četvrtine milje) prije vožnje kroz veliki papir postavljen za proslavu prikaz. Iz jednadžbe 1 gore:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ text {sekunde}
Odavde možete pomoću jednadžbe 3 pronaći vf:
v_f = 0 + (5) (12.65) = 63.25 \ tekst {m / s}
Savjet
Uvijek prvo upotrijebite jednadžbu za koju postoji samo jedna nepoznata, koja ne mora nužno sadržavati varijablu krajnjeg interesa.