물리학 세계에서 속도 (v), 위치 (x), 가속도 (a) 및 시간 (t)은 운동 방정식을 푸는 데있어 네 가지 핵심 요소입니다. 가속도, 초기 속도 (v0) 입자의 경과 시간과 최종 속도 (v에프). 수많은 실제 시나리오에 적용 할 수있는 다양한 다른 순열이 가능합니다. 이러한 개념은 네 가지 필수 방정식으로 나타납니다.
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} at ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + at \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
이 방정식은 입자의 속도 (현재 목적의 속도와 동일)를 계산하는 데 유용합니다. 지면이나 단단한 물체와 같은 불굴의 물체에 부딪히는 순간 일정한 가속도로 움직입니다. 벽. 즉, 충격 속도를 계산하는 데 사용하거나 위의 변수를 사용하여 v에프.
1 단계: 변수 평가
문제가 중력의 영향으로 휴식에서 떨어지는 물체와 관련된 경우 v0 = 0 및 a = 9.8m / s2 진행하려면 시간 t 또는 떨어진 거리 x 만 알면됩니다 (2 단계 참조). 반면에 수평으로 주행하는 자동차의 가속도 a 값을 얻을 수 있다면 주어진 거리 x 또는 주어진 시간 t 동안 v를 결정하기 전에 중간 문제를 해결해야합니다.에프 (3 단계 참조).
2 단계: 떨어지는 물체
옥상에서 떨어진 물체가 3.7 초 동안 떨어 졌다는 것을 알고 있다면 얼마나 빨리 가고 있습니까?
위의 방정식 3에서 다음을 알 수 있습니다.
v_f = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 \ text {m / s}
시간이 주어지지 않았지만 물체가 80 미터 (약 260 피트 또는 25 층) 떨어진 것을 알고 있다면 대신 방정식 2를 사용합니다.
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9.8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39.6 \ text {m / s}
끝났습니다!
3 단계: 과속 자동차
정지 상태에서 출발 한 자동차가 400m 동안 5.0m / s로 가속하고 있다는 것을 알고 있다고 가정 해 보겠습니다. (약 1/4 마일) 축하를 위해 준비된 큰 종이를 통해 운전하기 전에 디스플레이. 위의 방정식 1에서 :
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2.5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12.65 \ text {초}
여기에서 방정식 3을 사용하여 v를 찾을 수 있습니다.에프:
v_f = 0 + (5) (12.65) = 63.25 \ text {m / s}
팁
항상 미지수가 하나만있는 방정식을 먼저 사용하십시오. 이는 반드시 최종 관심 변수를 포함하는 것이 아닙니다.