Banyak rumus dan persamaan dalam fisika melibatkan penghitungan kecepatan awal dan akhir. Perbedaan antara kecepatan awal dan akhir dalam persamaan kekekalan momentum atau persamaan gerak memberi tahu Anda kecepatan suatu benda sebelum dan sesudah sesuatu terjadi. Ini bisa berupa gaya yang diterapkan pada objek, tabrakan, atau apa pun yang dapat mengubah lintasan dan gerakannya.
Untuk menghitung kecepatan akhir suatu benda dengan percepatan seragam, Anda dapat menggunakan persamaan gerak yang sesuai. Persamaan ini menggunakan kombinasi jarak, kecepatan awal, kecepatan akhir, percepatan dan waktu untuk menghubungkannya satu sama lain.
Rumus Kecepatan Akhir
Misalnya, kecepatan akhir (vf ) rumus yang menggunakan kecepatan awal (vsaya), percepatan (Sebuah) dan waktu (untuk) aku s:
v_f = v_i + aΔt.
Untuk kecepatan awal suatu benda, Anda dapat mengalikan percepatan akibat gaya dengan waktu gaya diterapkan dan menambahkannya ke kecepatan awal untuk mendapatkan kecepatan akhir. The "delta" di depan untuk berarti perubahan waktu yang dapat ditulis sebagai untukftsaya.
Ini sangat ideal untuk bola yang jatuh ke tanah karena gravitasi. Dalam contoh ini, percepatan akibat gaya gravitasi akan menjadi konstanta percepatan gravitasi g = 9,8 m/s2. Konstanta percepatan ini memberi tahu Anda seberapa cepat benda apa pun berakselerasi ketika Anda menjatuhkannya di Bumi, tidak peduli berapa massa benda itu.
Jika Anda menjatuhkan bola dari ketinggian tertentu dan menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan bola untuk mencapai tanah, maka Anda dapat menentukan kecepatan sesaat sebelum menyentuh tanah sebagai kecepatan akhir. Kecepatan awal akan menjadi 0 jika Anda menjatuhkan bola tanpa gaya eksternal. Dengan menggunakan persamaan di atas, Anda dapat menentukan kecepatan akhir vf.
Persamaan Kalkulator Kecepatan Akhir Alternatif
Anda dapat menggunakan persamaan kinematika lain yang sesuai untuk situasi apa pun yang Anda hadapi. Jika Anda mengetahui jarak yang ditempuh suatu benda (Δ_x_), bersama dengan kecepatan awal dan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak tersebut, Anda dapat menghitung kecepatan akhir menggunakan persamaan:
v_f = \frac{2Δx}{t} - v_i
Pastikan untuk menggunakan satuan yang benar dalam perhitungan ini.
Sebuah Silinder Bergulir
Untuk silinder yang menggelinding menuruni bidang miring atau bukit, Anda dapat menghitung kecepatan akhir menggunakan rumus kekekalan energi. Rumus ini menyatakan bahwa, jika silinder mulai dari keadaan diam, energi yang dimilikinya pada posisi awalnya harus sama dengan energinya setelah menggelinding ke bawah pada jarak tertentu.
Pada posisi awalnya, silinder tidak memiliki energi kinetik karena tidak bergerak. Sebaliknya, semua energinya adalah energi potensial, artinya energinya dapat ditulis sebagai E = mgh dengan massa saya, konstanta gravitasi g = 9,8 m/s2 dan tinggi h. Setelah silinder menggelinding sejauh jarak tertentu, energinya adalah jumlah energi kinetik translasi dan energi kinetik rotasi. Ini memberi Anda:
E = \frac{1}{2} mv^2 + \frac{1}{2}Iω^2
untuk kecepatan v, inersia rotasi saya dan kecepatan sudut "omega" ω.
Inersia rotasi saya untuk silinder adalah saya = Bapak2/ 2. Berdasarkan hukum kekekalan energi, Anda dapat mengatur energi potensial awal silinder sama dengan jumlah dari dua energi kinetik. Memecahkan untuk v, Anda memperoleh
v = \sqrt{\frac{4}{3}gh}
Rumus untuk kecepatan akhir ini tidak bergantung pada berat atau massa silinder. Jika Anda mengetahui berat rumus silinder dalam kg (secara teknis, massa) untuk benda silinder yang berbeda, Anda dapat membandingkan massa yang berbeda dan menemukan kecepatan akhir mereka sama, karena massa membatalkan ekspresi atas.