În lumea fizicii, viteza (v), poziția (x), accelerația (a) și timpul (t) sunt cele patru ingrediente cheie în rezolvarea ecuațiilor de mișcare. Puteți obține accelerația, viteza inițială (v0) și timpul scurs al unei particule și trebuie rezolvat pentru viteza finală (vf). Sunt posibile o varietate de alte permutări aplicabile nenumăratelor scenarii din lumea reală. Aceste concepte apar în patru ecuații esențiale:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} la ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + la \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Aceste ecuații sunt utile în calcularea vitezei (echivalentă cu viteza în scopurile actuale) a unei particule deplasându-se cu accelerație constantă în momentul în care lovește un obiect neclintit, cum ar fi solul sau un solid perete. Cu alte cuvinte, le puteți utiliza pentru a calcula viteza de impact sau, în funcție de variabilele de mai sus, vf.
Pasul 1: evaluați variabilele
Dacă problema dvs. implică un obiect care cade din odihnă sub influența gravitației, atunci v
0 = 0 și a = 9,8 m / s2 și trebuie să știți doar timpul t sau distanța scăzută x pentru a continua (a se vedea Pasul 2). Dacă, pe de altă parte, puteți obține valoarea accelerației a pentru o mașină care circulă orizontal peste o distanță dată x sau pentru un anumit timp t, necesitându-vă să rezolvați o problemă intermediară înainte de a determina vf (vezi Pasul 3).Pasul 2: un obiect în cădere
Dacă știți că un obiect scăpat de pe acoperiș a căzut de 3,7 secunde, cât de repede merge?
Din ecuația 3 de mai sus, știți că:
v_f = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 \ text {m / s}
Dacă nu vi se acordă timpul, dar știți că obiectul a căzut 80 de metri (aproximativ 260 de picioare sau 25 de etaje), ați folosi ecuația 2 în schimb:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9.8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39.6 \ text {m / s}
Ai terminat!
Pasul 3: O mașină cu viteză mare
Spuneți că știți că o mașină care a pornit de pe o staționare accelerează la 5,0 m / s timp de 400 de metri (aproximativ un sfert de milă) înainte de a parcurge o bucată mare de hârtie amenajată pentru o sărbătoare afişa. Din ecuația 1 de mai sus:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2.5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12.65 \ text {seconds}
De aici, puteți utiliza ecuația 3 pentru a găsi vf:
v_f = 0 + (5) (12.65) = 63.25 \ text {m / s}
Bacsis
Folosiți întotdeauna o ecuație pentru care există o singură necunoscută, care nu este neapărat una care conține variabila de interes final.