物理学の多くの公式や方程式には、初速度と最終速度の計算が含まれます。 運動量保存の方程式または運動方程式の初速度と最終速度の違いから、何かが起こる前後の物体の速度がわかります。 これは、オブジェクトに加えられた力、衝突、またはその軌道と動きを変える可能性のあるものである可能性があります。
均一な加速度の下でのオブジェクトの最終速度を計算するには、対応する運動方程式を使用できます。 これらの方程式は、距離、初速度、最終速度、加速度、および時間の組み合わせを使用して、それらを相互に関連付けます。
最終速度式
たとえば、最終速度（vf ）初速度を使用する式（v私）、加速（a）と時間（t）は：
v_f = v_i +aΔt。
オブジェクトの特定の初速度について、力による加速度に力が加えられた時間を掛け、それを初速度に加算して最終速度を取得できます。 の前の「デルタ」Δ t それは次のように書くことができる時間の変化であることを意味します tf− t私.
これは、重力によって地面に向かって落下するボールに最適です。 この例では、重力による加速度は重力加速度定数になります。 g = 9.8 m / s2. この加速度定数は、オブジェクトの質量に関係なく、オブジェクトを地球にドロップしたときにオブジェクトがどれだけ速く加速するかを示します。
与えられた高さからボールを落とし、ボールが地面に到達するのにかかる時間を計算すると、ボールが地面に当たる直前の速度を最終速度として決定できます。 外力なしでボールを落とした場合、初速度は0になります。 上記の式を使用して、最終速度を決定できます vf.
代替の最終速度計算式
作業している状況に応じて、他の運動方程式を使用できます。 オブジェクトが移動した距離（Δ_x_）と、その距離を移動するのにかかった初速度と時間がわかっている場合は、次の式を使用して最終速度を計算できます。
v_f = \ frac {2Δx} {t} -v_i
これらの計算では、必ず正しい単位を使用してください。
ローリングシリンダー
傾斜面または丘を転がる円柱の場合、エネルギー保存の法則を使用して最終速度を計算できます。 この式は、シリンダーが静止状態から開始する場合、初期位置でのエネルギーは、特定の距離をロールダウンした後のエネルギーと等しくなる必要があることを示しています。
初期位置では、シリンダーは動いていないため、運動エネルギーはありません。 代わりに、そのエネルギーはすべて位置エネルギーです。つまり、そのエネルギーは次のように書くことができます。
E = mgh 質量で m、重力定数 g = 9.8 m / s2 と高さ h. シリンダーが一定の距離を転がった後、そのエネルギーは、その並進運動エネルギーと回転運動エネルギーの合計です。 これはあなたに与えます：E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 + \ frac {1} {2}Iω^ 2
速度について v、回転慣性 私 と角速度「オメガ」 ω.
回転慣性 私 シリンダーの場合は 私 = 氏2/ 2. エネルギー保存の法則により、シリンダーの初期位置エネルギーを2つの運動エネルギーの合計に等しく設定できます。 解決する v、あなたは得る
v = \ sqrt {\ frac {4} {3} gh}
最終速度のこの式は、シリンダーの重量や質量に依存しません。 さまざまな円柱オブジェクトの円柱式の重量（kg（技術的には質量））がわかっている場合は、 質量が式からキャンセルされるため、異なる質量を比較して、それらの最終速度が同じであることがわかります。 上記。