Cinematica este ramura fizicii care descrie elementele de bază ale mișcării, iar dvs. sunteți adesea însărcinat să găsiți o cantitate, având cunoștințe despre alte câteva. Învățarea ecuațiilor de accelerație constantă vă pregătește perfect pentru acest tip de problemă și dacă trebuie să găsiți accelerație, dar au doar o viteză de pornire și finală, împreună cu distanța parcursă, puteți determina accelerare. Ai nevoie doar de una dintre cele patru ecuații potrivite și de un pic de algebră pentru a găsi expresia de care ai nevoie.
TL; DR (Prea lung; Nu am citit)
Formula de accelerație se aplică numai accelerației constante șiAînseamnă accelerare,vînseamnă viteza finală,tuînseamnă viteza de pornire șiseste distanța parcursă între viteza de pornire și viteza finală.
Ecuațiile de accelerație constantă
Există patru ecuații principale de accelerație constantă de care veți avea nevoie pentru a rezolva toate problemele de acest fel. Sunt valabile numai atunci când accelerația este „constantă”, deci atunci când ceva accelerează cu o rată constantă, decât să accelereze din ce în ce mai repede pe măsură ce trece timpul. Accelerarea datorată gravitației poate fi utilizată ca exemplu de accelerație constantă, dar problemele specifică adesea când accelerația continuă cu o rată constantă.
Ecuațiile de accelerație constantă utilizează următoarele simboluri:Aînseamnă accelerare,vînseamnă viteza finală,tuînseamnă viteza de pornire,sînseamnă deplasare (adică distanța parcursă) șitînseamnă timp. Ecuațiile afirmă:
v = u + at \\ s = 0.5 (u + v) t \\ s = ut + 0.5at ^ 2 \\ v ^ 2 = u ^ 2 + 2as
Diferite ecuații sunt utile pentru situații diferite, dar dacă aveți doar vitezevșitu, împreună cu distanțas, ultima ecuație satisface perfect nevoile dumneavoastră.
Rearanjați ecuația pentruA
Obțineți ecuația în forma corectă, aranjând din nou. Amintiți-vă, puteți rearanja ecuațiile oricum doriți, cu condiția să faceți același lucru ambelor părți ale ecuației în fiecare pas.
Începând de la:
v ^ 2 = u ^ 2 + 2as
Scădeatu2 de ambele părți pentru a obține:
v ^ 2-u ^ 2 = 2as
Împărțiți ambele părți la 2s(și inversați ecuația) pentru a obține:
a = \ frac {v ^ 2-u ^ 2} {2s}
Acest lucru vă spune cum să găsiți accelerația cu viteza și distanța. Amintiți-vă, totuși, că acest lucru se aplică doar accelerării constante într-o singură direcție. Lucrurile devin puțin mai complicate dacă trebuie să adăugați o a doua sau a treia dimensiune mișcării, dar în esență creați una dintre aceste ecuații pentru mișcare în fiecare direcție individual. Pentru o accelerație variabilă, nu există o ecuație simplă ca aceasta de utilizat și trebuie să utilizați calculul pentru a rezolva problema.
Un exemplu de calcul al accelerației constante
Imaginați-vă că o mașină călătorește cu accelerație constantă, cu o viteză de 10 metri pe secundă (m / s) la începutul unei piste lungi de 1 kilometru (adică 1.000 de metri) și o viteză de 50 m / s până la sfârșitul pistei. Care este accelerația constantă a mașinii? Folosiți ecuația din ultima secțiune, amintindu-vă de astaveste viteza finală șitueste viteza de pornire. Deci tu aiv= 50 m / s,tu= 10 m / s șis= 1000 m. Inserați-le în ecuație pentru a obține:
a = \ frac {50 ^ 2-10 ^ 2} {2 \ times 1000} = \ frac {2400} {2000} = 1.2 \ text {m / s} ^ 2
Așadar, mașina accelerează cu 1,2 metri pe secundă pe secundă în timpul călătoriei sale pe cale sau, cu alte cuvinte, câștigă 1,2 metri pe secundă de viteză în fiecare secundă.