Kinematyka to dziedzina fizyki, która opisuje podstawy ruchu, i często masz za zadanie znaleźć jedną wielkość na podstawie wiedzy o kilku innych. Uczenie się równań stałego przyspieszenia doskonale przygotuje Cię do tego typu problemów, a jeśli musisz je znaleźć przyspieszenie, ale mając tylko prędkość początkową i końcową, wraz z przebytą odległością można określić przyśpieszenie. Potrzebujesz tylko właściwego z czterech równań i odrobiny algebry, aby znaleźć potrzebne wyrażenie.
TL; DR (zbyt długi; Nie czytałem)
Wzór na przyspieszenie dotyczy tylko stałego przyspieszenia, azaoznacza przyspieszenie,voznacza prędkość końcową,tyoznacza prędkość początkową isto odległość przebyta między prędkością początkową a końcową.
Równania stałego przyspieszenia
Istnieją cztery główne równania stałego przyspieszenia, których będziesz potrzebować, aby rozwiązać wszystkie takie problemy. Obowiązują tylko wtedy, gdy przyspieszenie jest „stałe”, czyli gdy coś przyspiesza w stałym tempie, zamiast przyspieszać coraz szybciej w miarę upływu czasu. Przyspieszenie grawitacyjne może być użyte jako przykład stałego przyspieszenia, ale problemy często określają, kiedy przyspieszenie jest kontynuowane ze stałą prędkością.
W równaniach stałego przyspieszenia używane są następujące symbole:zaoznacza przyspieszenie,voznacza prędkość końcową,tyoznacza prędkość początkową,soznacza przemieszczenie (tj. przebytą odległość) itoznacza czas. Równania stwierdzają:
v=u+at\\ s=0.5(u+v) t\\ s=ut+0.5at^2\\ v^2=u^2+2jak
Różne równania są przydatne w różnych sytuacjach, ale jeśli masz tylko prędkościvity, wraz z odległościąs, ostatnie równanie idealnie odpowiada Twoim potrzebom.
Ponownie ułóż równanie dlaza
Uzyskaj równanie w prawidłowej formie, ponownie układając. Pamiętaj, że możesz dowolnie układać równania, pod warunkiem, że na każdym kroku robisz to samo po obu stronach równania.
Zaczynając od:
v^2=u^2+2jak
Odejmowaćty2 z obu stron, aby uzyskać:
v^2-u^2=2jak
Podziel obie strony przez 2s(i odwrócić równanie), aby uzyskać:
a=\frac{v^2-u^2}{2s}
Dzięki temu dowiesz się, jak znaleźć przyspieszenie z prędkością i odległością. Pamiętaj jednak, że dotyczy to tylko stałego przyspieszenia w jednym kierunku. Sprawy stają się nieco bardziej skomplikowane, jeśli musisz dodać drugi lub trzeci wymiar do ruchu, ale zasadniczo tworzysz jedno z tych równań dla ruchu w każdym kierunku osobno. Dla zmiennego przyspieszenia nie ma prostego równania, którego można by użyć, a do rozwiązania problemu trzeba użyć rachunku różniczkowego.
Przykładowe obliczenia stałego przyspieszenia
Wyobraź sobie, że samochód jedzie ze stałym przyspieszeniem, z prędkością 10 metrów na sekundę (m/s) przy początek toru o długości 1 kilometra (tj. 1000 metrów) i prędkości 50 m/s na końcu toru. Jakie jest stałe przyspieszenie samochodu? Użyj równania z ostatniej sekcji, pamiętając, żevto prędkość końcowa ityto prędkość początkowa. Więc maszv= 50 m/s,ty= 10 m / s is= 1000 m. Wstaw je do równania, aby uzyskać:
a=\frac{50^2-10^2}{2\times 1000}=\frac{2400}{2000}=1.2\text{ m/s}^2
Tak więc podczas jazdy po torze samochód przyspiesza z prędkością 1,2 metra na sekundę, czyli innymi słowy, co sekundę zyskuje prędkość 1,2 metra na sekundę.
