ფიზიკაში ბევრი ფორმულა და განტოლება მოიცავს საწყისი და საბოლოო სიჩქარის გამოთვლას. განსხვავება საწყის და საბოლოო სიჩქარეს შორის იმპულსის შენარჩუნების განტოლებებში ან მოძრაობის განტოლებებში გეტყვით ობიექტის სიჩქარეს რამე მოხდა და შემდეგ. ეს შეიძლება იყოს ობიექტის მიმართ გამოყენებული ძალა, შეჯახება ან რაიმე, რამაც შეიძლება შეცვალოს მისი ტრაექტორია და მოძრაობა.
ობიექტის საბოლოო სიჩქარის გამოსათვლელად ერთგვაროვანი აჩქარებით, შეგიძლიათ გამოიყენოთ მოძრაობის შესაბამისი განტოლება. ეს განტოლებები იყენებს ერთმანეთთან დასაკავშირებლად მანძილის, საწყისი სიჩქარის, საბოლოო სიჩქარის, აჩქარებისა და დროის კომბინაციებს.
საბოლოო სიჩქარის ფორმულა
მაგალითად, საბოლოო სიჩქარე (ვვ ) ფორმულა, რომელიც იყენებს საწყის სიჩქარეს (ვმე), აჩქარება (ა) და დრო (ტ) არის:
v_f = v_i + aΔt.
ობიექტის მოცემული საწყისი სიჩქარისთვის შეგიძლიათ ძალის გამო დაჩქარება გამრავლდეს ძალის გამოყენების დროზე და დაამატოთ იგი საწყის სიჩქარეს საბოლოო სიჩქარის მისაღებად. "დელტა" Δ- ს წინ ტ ნიშნავს, რომ ეს არის დროის ცვლილება, რომელიც შეიძლება დაიწეროს როგორც ტვ- ტმე.
ეს იდეალურია მიზიდულობის გამო მიწისკენ წაქცეული ბურთისთვის. ამ მაგალითში, მიზიდულობის ძალის გამო დაჩქარება იქნება გრავიტაციული აჩქარების მუდმივა გ = 9,8 მ / წმ2. ეს აჩქარების მუდმივა გიჩვენებთ რამდენად სწრაფად აჩქარებს ნებისმიერი ობიექტი დედამიწაზე ჩამოვარდნისას, არ აქვს მნიშვნელობა რა ობიექტის მასაა.
თუ მოცემული სიმაღლიდან დააგდებთ ბურთს და გამოთვლით, რამდენ ხანს სჭირდება ბურთს მიწაზე მისასვლელად, მაშინ შეგიძლიათ განსაზღვროთ სიჩქარე, სანამ ის საბოლოოდ ჩქარდება. საწყისი სიჩქარე იქნება 0, თუ ბურთს გარე ძალის გარეშე დააგდებთ. ზემოთ მოცემული განტოლების გამოყენებით შეგიძლიათ განსაზღვროთ საბოლოო სიჩქარე ვვ.
ალტერნატიული საბოლოო სიჩქარის კალკულატორის განტოლებები
შეგიძლიათ გამოიყენოთ სხვა კინემატიკური განტოლებები, თუ რომელი სიტუაციისთვისაა შესაფერისი. თუ იცოდეთ ობიექტის გავლილი მანძილი (Δ_x_), საწყისი სიჩქარითა და ამ მანძილის გავლასთან ერთად დროში გასვლა, საბოლოო სიჩქარის გამოანგარიშება შეგიძლიათ განტოლების გამოყენებით:
v_f = \ frac {2Δx} {t} - v_i
დარწმუნდით, რომ გამოიყენეთ სწორი ერთეულები ამ გამოთვლებში.
მოძრავი ცილინდრი
ცილინდრისთვის, რომელიც მოძრაობს დახრილ სიბრტყეზე ან გორაზე, შეგიძლიათ გამოთვალოთ საბოლოო სიჩქარე ენერგიის შენარჩუნების ფორმულის გამოყენებით. ეს ფორმულა გვკარნახობს, რომ თუ ცილინდრი იწყება დანარჩენიდან, ენერგია, რომელსაც აქვს თავდაპირველი პოზიცია, უნდა გაუტოლდეს მის ენერგიას გარკვეული მანძილის გადახვევის შემდეგ.
საწყის მდგომარეობაში ცილინდრს არ აქვს კინეტიკური ენერგია, რადგან ის არ მოძრაობს. ამის ნაცვლად, მთელი მისი ენერგია არის პოტენციური ენერგია, ანუ მისი ენერგია შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად ე = მგჰ მასით მ, გრავიტაციული მუდმივა გ = 9,8 მ / წმ2 და სიმაღლე თ. ცილინდრის მანძილზე გადახვევის შემდეგ, მისი ენერგია არის მისი გადამავალი კინეტიკური ენერგიისა და ბრუნვითი კინეტიკური ენერგიის ჯამი. ეს გაძლევთ:
E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 + \ frac {1} {2} მე ^ 2
სიჩქარისთვის ვ, როტაციული ინერცია მე და კუთხოვანი სიჩქარე "ომეგა" ω.
ბრუნვითი ინერცია მე ცილინდრისთვის არის მე = ბატონი2/ 2. ენერგიის დაზოგვის კანონით, თქვენ შეგიძლიათ დააყენოთ ცილინდრის საწყისი პოტენციური ენერგია ტოლი ორი კინეტიკური ენერგიის ჯამის. მოგვარება ვ, თქვენ მიიღებთ
v = \ sqrt {\ frac {4} {3} gh}
საბოლოო სიჩქარის ეს ფორმულა არ არის დამოკიდებული ცილინდრის წონაზე ან მასაზე. თუ იცოდეთ ცილინდრის ფორმულის წონა კგ-ში (ტექნიკურად, მასა) სხვადასხვა ცილინდრული ობიექტისთვის, თქვენ შეეძლო სხვადასხვა მასების შედარება და მათი საბოლოო სიჩქარის იგივე აღმოჩენა, რადგან მასა გამორიცხავს გამოხატვას ზემოთ