ในโลกฟิสิกส์ ความเร็ว (v) ตำแหน่ง (x) ความเร่ง (a) และเวลา (t) เป็นองค์ประกอบหลักสี่ประการในการแก้สมการการเคลื่อนที่ คุณอาจได้ความเร่ง ความเร็วต้น (v0) และเวลาที่ผ่านไปของอนุภาคและต้องแก้หาความเร็วสุดท้าย (vฉ). การเรียงสับเปลี่ยนอื่นๆ ที่หลากหลายใช้ได้กับสถานการณ์จริงในโลกแห่งความเป็นจริงนับไม่ถ้วน แนวคิดเหล่านี้ปรากฏในสมการที่สำคัญสี่ประการ:
1. x=v_0t+\frac{1}{2} ที่^2\\2 v_f^2=v_0^2+2ax\\3. v_f=v_0+at\\4. x=\frac{v_0+v_f}{2}t
สมการเหล่านี้มีประโยชน์ในการคำนวณความเร็ว (เทียบเท่ากับความเร็วสำหรับวัตถุประสงค์ในปัจจุบัน) ของอนุภาค เคลื่อนที่ด้วยความเร่งคงที่ในขณะที่กระทบกับวัตถุที่ไม่ยอมแพ้ เช่น พื้นดินหรือของแข็ง ผนัง. กล่าวอีกนัยหนึ่ง คุณสามารถใช้มันเพื่อคำนวณความเร็วกระแทก หรือในแง่ของตัวแปรข้างต้น vฉ.
ขั้นตอนที่ 1: ประเมินตัวแปรของคุณ
หากปัญหาของคุณเกี่ยวข้องกับวัตถุที่ตกลงมาจากที่พักภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ดังนั้น v0 = 0 และ a = 9.8 ม./วินาที2 และคุณจำเป็นต้องรู้เฉพาะเวลา t หรือระยะทางที่ลดลง x เพื่อดำเนินการต่อ (ดูขั้นตอนที่ 2) ในทางกลับกัน ถ้า คุณอาจได้ค่าความเร่ง a สำหรับรถยนต์ที่เคลื่อนที่ในแนวนอนเหนือ a ระยะทางที่กำหนด x หรือในช่วงเวลาที่กำหนด t คุณต้องแก้ปัญหาขั้นกลางก่อนกำหนด v determining
ฉ (ดูขั้นตอนที่ 3)ขั้นตอนที่ 2: วัตถุที่ตกลงมา
หากคุณรู้ว่าสิ่งของที่ตกลงมาจากดาดฟ้าตกลงมาเป็นเวลา 3.7 วินาที มันจะไปได้เร็วแค่ไหน?
จากสมการที่ 3 ข้างต้น คุณจะรู้ว่า:
v_f=0+(9.8)(3.7)=36.26\ข้อความ{ ม./วินาที}
หากคุณไม่ได้รับเวลาแต่รู้ว่าวัตถุนั้นตกลงมา 80 เมตร (ประมาณ 260 ฟุตหรือ 25 ชั้น) คุณจะใช้สมการที่ 2 แทน:
v_f^2=0+2(9.8)(80)=1568\\v_f=\sqrt{1568}=39.6\text{ ม./วินาที}
คุณทำเสร็จแล้ว!
ขั้นตอนที่ 3: รถเร่งความเร็ว
สมมติว่าคุณรู้ว่ารถที่สตาร์ทจากการหยุดนิ่งมีการเร่งความเร็ว 5.0 m/s เป็นเวลา 400 เมตร (ประมาณหนึ่งในสี่ไมล์) ก่อนขับผ่านกระดาษแผ่นใหญ่ที่จัดไว้สำหรับงานเลี้ยง แสดง. จากสมการที่ 1 ข้างต้น:
400=0+\frac{1}{2}(5)t^2=2.5t^2\\160=t^2\\t=12.65\text{ seconds}
จากตรงนี้ คุณสามารถใช้สมการที่ 3 เพื่อหา vฉ:
v_f=0+(5)(12.65)=63.25\ข้อความ{ ม./วินาที}
เคล็ดลับ
ใช้สมการก่อนเสมอโดยที่ไม่ทราบค่าเพียงตัวเดียว ซึ่งไม่จำเป็นว่าต้องเป็นสมการที่มีตัวแปรที่น่าสนใจที่สุด