Daugelis fizikos formulių ir lygčių apima pradinio ir galutinio greičio apskaičiavimą. Skirtumas tarp pradinio ir galutinio greičio impulsų išsaugojimo lygčių arba judėjimo lygčių nurodo objekto greitį prieš ir po kažko. Tai gali būti objektui pritaikyta jėga, susidūrimas ar bet kas, kas gali pakeisti jo trajektoriją ir judėjimą.
Norėdami apskaičiuoti objekto greitį esant vienodam pagreičiui, galite naudoti atitinkamą judėjimo lygtį. Šiose lygtyse naudojami atstumo, pradinio greičio, galutinio greičio, pagreičio ir laiko deriniai, norint juos susieti.
Galutinė greičio formulė
Pvz., Galutinis greitis (vf ) formulė, kurioje naudojamas pradinis greitis (vi), pagreitis (a) ir laikas (t) yra:
v_f = v_i + aΔt.
Nurodytam pradiniam daikto greičiui galite padauginti iš jėgos sukeltą pagreitį iš jėgos veikimo laiko ir pridėti jį prie pradinio greičio, kad gautumėte galutinį greitį. "Delta" Δ priešais t reiškia, kad tai laiko pasikeitimas, kurį galima parašyti taip tf- ti.
Tai idealiai tinka kamuoliui, krentančiam žemės link dėl gravitacijos. Šiame pavyzdyje pagreitis dėl sunkio jėgos būtų gravitacinio pagreičio konstanta
g = 9,8 m / s2. Ši pagreičio konstanta nurodo, kaip greitai bet kuris objektas pagreitėja, kai numetate jį į Žemę, nesvarbu, kokia yra objekto masė.Jei numetate kamuolį iš nurodyto aukščio ir apskaičiuojate, kiek laiko kamuolys pasiekia žemę, galite nustatyti greitį prieš pat jo smūgį į žemę kaip galutinį greitį. Pradinis greitis būtų 0, jei numestumėte kamuolį be jokios išorinės jėgos. Naudodami aukščiau pateiktą lygtį, galite nustatyti galutinį greitį vf.
Alternatyvios galutinio greičio skaičiuoklės lygtys
Galite naudoti kitas kinematines lygtis, atitinkančias bet kurią situaciją, su kuria dirbate. Jei žinotumėte objekto nuvažiuotą atstumą (Δ_x_), pradinį greitį ir laiką, kurio prireikė nuvažiuoti, galite apskaičiuoti galutinį greitį naudodami lygtį:
v_f = \ frac {2Δx} {t} - v_i
Atlikdami šiuos skaičiavimus, naudokite teisingus vienetus.
Riedantis cilindras
Jei cilindras rieda žemyn nuožulnia plokštuma ar kalva, galutinį greitį galite apskaičiuoti naudodami energijos išsaugojimo formulę. Ši formulė nurodo, kad jei cilindras prasideda nuo ramybės, energija, kurią jis turi pradinėje padėtyje, turėtų prilygti energijai nuvažiavus tam tikrą atstumą.
Pradinėje padėtyje cilindras neturi kinetinės energijos, nes jis nejuda. Vietoj to, visa jos energija yra potenciali energija, ty energija gali būti parašyta taip E = mgh su mase m, gravitacinė konstanta g = 9,8 m / s2 ir aukštis h. Po to, kai cilindras nuriedėjo per atstumą, jo energija yra jo transliacijos kinetinės energijos ir sukimosi kinetinės energijos suma. Tai suteikia jums:
E = \ frac {1} {2} mv ^ 2 + \ frac {1} {2} Iω ^ 2
greičiui v, sukimosi inercija Aš ir kampinis greitis "omega" ω.
Sukimosi inercija Aš nes cilindras yra Aš = Ponas2/ 2. Pagal energijos išsaugojimo dėsnį galite nustatyti cilindro pradinę potencialią energiją, lygią dviejų kinetinių energijų sumai. Sprendimas dėl v, jūs gaunate
v = \ sqrt {\ frac {4} {3} gh}
Ši galutinio greičio formulė nepriklauso nuo cilindro svorio ar masės. Jei žinotumėte cilindro formulės svorį kg (techniškai, masę) skirtingiems cilindriniams objektams, galėtų palyginti skirtingas mases ir sužinoti, kad jų galiniai greičiai yra vienodi, nes masė panaikinama iš išraiškos aukščiau.