В мире физики скорость (v), положение (x), ускорение (a) и время (t) являются четырьмя ключевыми ингредиентами в решении уравнений движения. Вы можете получить ускорение, начальную скорость (v0) и прошедшее время частицы, и нужно решить для конечной скорости (vж). Возможно множество других перестановок, применимых к бесчисленным сценариям реального мира. Эти концепции представлены в четырех основных уравнениях:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} в ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + при \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Эти уравнения полезны при вычислении скорости (эквивалентной скорости для настоящих целей) частицы. движется с постоянным ускорением в момент столкновения с твердым предметом, например, с землей или твердым телом. стена. Другими словами, вы можете использовать их для расчета скорости удара или в терминах вышеуказанных переменных vж.
Шаг 1. Оцените свои переменные
Если ваша проблема связана с падением объекта под действием силы тяжести, тогда v0 = 0 и a = 9,8 м / с
Шаг 2: падающий объект
Если вы знаете, что объект, упавший с крыши, падает в течение 3,7 секунды, как быстро он летит?
Из уравнения 3 выше вы знаете, что:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ text {м / с}
Если вам не указано время, но вы знаете, что объект упал на 80 метров (около 260 футов или 25 этажей), вы должны вместо этого использовать уравнение 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ text {м / с}
Готово!
Шаг 3: Ускоряющаяся машина
Допустим, вы знаете, что автомобиль, который тронулся с места, разгоняется со скоростью 5,0 м / с на протяжении 400 метров. (около четверти мили) перед тем, как проехать через большой лист бумаги, приготовленный для праздничного отображать. Из уравнения 1 выше:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ text {секунды}
Отсюда вы можете использовать уравнение 3, чтобы найти vж:
v_f = 0 + (5) (12,65) = 63,25 \ text {м / с}
Кончик
Всегда сначала используйте уравнение, для которого есть только одно неизвестное, которое не обязательно содержит переменную, представляющую наибольший интерес.