물리학의 많은 공식과 방정식에는 초기 및 최종 속도 계산이 포함됩니다. 운동량 보존 방정식이나 운동 방정식에서 초기 속도와 최종 속도의 차이는 어떤 일이 발생하기 전과 후에 물체의 속도를 알려줍니다. 이것은 물체에 적용된 힘, 충돌 또는 궤도와 움직임을 변경할 수있는 모든 것이 될 수 있습니다.
균일 가속도에서 물체의 최종 속도를 계산하려면 해당 운동 방정식을 사용할 수 있습니다. 이 방정식은 거리, 초기 속도, 최종 속도, 가속도 및 시간의 조합을 사용하여 서로 관련시킵니다.
최종 속도 공식
예를 들어, 최종 속도 (V에프 ) 초기 속도 (V나는), 가속도 (ㅏ) 및 시간 (티)는 다음과 같습니다.
v_f = v_i + aΔt.
물체의 주어진 초기 속도에 대해 힘으로 인한 가속도에 힘이 적용된 시간을 곱하고이를 초기 속도에 더하여 최종 속도를 얻을 수 있습니다. 앞에 "델타"Δ 티 다음과 같이 쓸 수있는 시간의 변화를 의미합니다. 티에프− t나는.
중력으로 인해 공이지면으로 떨어지는 경우에 이상적입니다. 이 예에서 중력으로 인한 가속도는 중력 가속도 상수가됩니다. 지 = 9.8m / s2. 이 가속 상수는 물체의 질량에 관계없이 물체를 지구에 떨어 뜨렸을 때 물체가 얼마나 빠르게 가속되는지 알려줍니다.
주어진 높이에서 공을 떨어 뜨리고 공이지면에 도달하는 데 걸리는 시간을 계산하면 공이지면에 닿기 직전의 속도를 최종 속도로 결정할 수 있습니다. 외부 힘없이 공을 떨어 뜨린 경우 초기 속도는 0이됩니다. 위의 방정식을 사용하여 최종 속도를 결정할 수 있습니다. V에프.
대체 최종 속도 계산기 방정식
작업중인 상황에 따라 다른 운동학 방정식을 적절하게 사용할 수 있습니다. 물체가 이동 한 거리 (Δ_x_)와 초기 속도 및 해당 거리를 이동하는 데 걸린 시간을 알고 있다면 다음 방정식을 사용하여 최종 속도를 계산할 수 있습니다.
v_f = \ frac {2Δx} {t}-v_i
이 계산에서 올바른 단위를 사용하는지 확인하십시오.
롤링 실린더
경사면이나 언덕 아래로 구르는 실린더의 경우 에너지 보존 공식을 사용하여 최종 속도를 계산할 수 있습니다. 이 공식은 실린더가 정지 상태에서 시작하면 초기 위치에있는 에너지가 특정 거리를 굴러 내려간 후의 에너지와 같아야 함을 나타냅니다.
초기 위치에서 실린더는 움직이지 않기 때문에 운동 에너지가 없습니다. 대신 모든 에너지는 위치 에너지입니다. 즉, 에너지는 다음과 같이 쓸 수 있습니다. 이자형 = mgh 질량으로 미디엄, 중력 상수 지 = 9.8m / s2 그리고 높이 h. 실린더가 멀리 굴러 내려간 후, 그 에너지는 병진 운동 에너지와 회전 운동 에너지의 합입니다. 이것은 당신에게 제공합니다
E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 + \ frac {1} {2} Iω ^ 2
속도 V, 회전 관성 나는 각속도 "오메가" ω.
회전 관성 나는 실린더의 경우 나는 = 씨2/ 2. 에너지 보존 법칙에 따라 실린더의 초기 위치 에너지를 두 운동 에너지의 합과 동일하게 설정할 수 있습니다. 해결 V, 당신은 얻을
v = \ sqrt {\ frac {4} {3} gh}
최종 속도에 대한이 공식은 실린더의 무게 나 질량에 의존하지 않습니다. 다른 원통형 물체에 대한 실린더 공식의 무게를 kg (기술적으로 질량)으로 알고 있다면 다른 질량을 비교하고 최종 속도가 같은 것을 찾을 수 있습니다. 질량이 표현식에서 취소되기 때문입니다. 위.