V fizičnem svetu so hitrost (v), položaj (x), pospešek (a) in čas (t) štiri ključne sestavine pri reševanju enačb gibanja. Lahko dobite pospešek, začetno hitrost (v0) in pretečeni čas delca in ga je treba rešiti za končno hitrost (vf). Možne so številne druge permutacije, ki se uporabljajo za nešteto scenarijev iz resničnega sveta. Ti koncepti se pojavljajo v štirih bistvenih enačbah:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} pri ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + ob \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Te enačbe so uporabne pri izračunu hitrosti (enakovredne hitrosti za sedanje namene) delca gibljejo se s stalnim pospeševanjem v trenutku, ko udarijo v nepopustljiv predmet, kot je tla ali trdna snov zid. Z drugimi besedami, z njimi lahko izračunate hitrost udarca ali glede na zgornje spremenljivke, vf.
1. korak: Ocenite svoje spremenljivke
Če vaš problem vključuje predmet, ki pade iz mirovanja pod vplivom gravitacije, potem v0 = 0 in a = 9,8 m / s2 in za nadaljevanje morate vedeti samo čas t ali razdaljo x (glejte 2. korak). Če lahko po drugi strani dobite vrednost pospeška a za avto, ki potuje vodoravno nad a dano razdaljo x ali za določen čas t, kar zahteva, da rešite vmesni problem, preden določite v
f (glejte 3. korak).2. korak: Padajoči predmet
Če veste, da je predmet, ki je padel s strehe, padel 3,7 sekunde, kako hitro gre?
Iz enačbe 3 zgoraj veste, da:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ besedilo {m / s}
Če vam ni čas, vendar veste, da je predmet padel za 80 metrov (približno 260 čevljev ali 25 zgodb), bi raje uporabili enačbo 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ besedilo {m / s}
Končal si!
3. korak: avto s hitrostjo
Recimo, da veste, da je avtomobil, ki je šel z mesta, pospeševal s hitrostjo 5,0 m / s za 400 metrov (približno četrt milje), preden se zapeljete skozi velik papir, pripravljen za praznovanje zaslon. Iz enačbe 1 zgoraj:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ besedilo {sekunde}
Od tu lahko z enačbo 3 poiščete vf:
v_f = 0 + (5) (12,65) = 63,25 \ besedilo {m / s}
Nasvet
Vedno najprej uporabite enačbo, za katero obstaja samo ena neznana, ki ni nujno enaka, ki vsebuje spremenljivko končnega interesa.