Vo svete fyziky sú rýchlosť (v), poloha (x), zrýchlenie (a) a čas (t) štyri kľúčové zložky pri riešení pohybových rovníc. Môžete získať zrýchlenie, počiatočnú rýchlosť (v0) a uplynulý čas častice a musí sa vyriešiť pre konečnú rýchlosť (vf). Je možné použiť rôzne ďalšie obmeny použiteľné pre nespočetné množstvo skutočných scenárov. Tieto koncepty sa vyskytujú v štyroch základných rovniciach:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} o ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + o \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Tieto rovnice sú užitočné pri výpočte rýchlosti (ekvivalentnej rýchlosti pre súčasné účely) častice pohybujúci sa s konštantným zrýchlením v okamihu, keď udrie do nepoddajného predmetu, napríklad do zeme alebo na pevnú látku stena. Inými slovami, môžete ich použiť na výpočet rýchlosti nárazu alebo z hľadiska vyššie uvedených premenných, vf.
Krok 1: Posúďte svoje premenné
Ak váš problém zahŕňa predmet padajúci z pokoja pod vplyvom gravitácie, potom v0 = 0 a a = 9,8 m / s2 a na pokračovanie potrebujete iba čas t alebo prekonanú vzdialenosť x (pozri krok 2). Ak naopak môžete získať hodnotu zrýchlenia a pre auto cestujúce horizontálne cez a danú vzdialenosť x alebo pre daný čas t, vyžadujúce, aby ste pred určením v vyriešili strednú úlohu
f (pozri krok 3).Krok 2: Padajúci objekt
Ak viete, že predmet spadnutý zo strechy padal po dobu 3,7 sekundy, ako rýchlo to ide?
Z vyššie uvedenej rovnice 3 viete, že:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ text {m / s}
Ak nemáte čas, ale viete, že objekt spadol do 80 metrov (asi 260 stôp alebo 25 poschodí), použili by ste namiesto toho rovnicu 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ text {m / s}
Hotovo!
Krok 3: Urýchlenie vozidla
Povedzte, že viete, že auto, ktoré štartovalo z pokoja, akcelerovalo rýchlosťou 5,0 m / s na 400 metrov (asi štvrť míle) predtým, ako prejdete veľkým papierom pripraveným na oslavu displej. Z rovnice 1 vyššie:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5 t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ text {sekundy}
Odtiaľto môžete pomocou rovnice 3 nájsť vf:
v_f = 0 + (5) (12,65) = 63,25 \ text {m / s}
Tip
Vždy používajte najskôr rovnicu, pre ktorú existuje iba jedna neznáma, ktorá nemusí byť nevyhnutne rovnica obsahujúca premennú konečného záujmu.