У світі фізики швидкість (v), положення (x), прискорення (a) і час (t) є чотирма ключовими інгредієнтами розв’язування рівнянь руху. Ви можете отримати прискорення, початкову швидкість (v0) і минулий час частинки і повинні вирішити остаточну швидкість (vf). Можливі безліч інших перестановок, застосовних до незліченних реальних сценаріїв. Ці поняття містяться у чотирьох основних рівняннях:
1. x = v_0t + \ frac {1} {2} при ^ 2 \\ 2. v_f ^ 2 = v_0 ^ 2 + 2ax \\ 3. v_f = v_0 + на \\ 4. x = \ frac {v_0 + v_f} {2} t
Ці рівняння корисні для розрахунку швидкості (еквівалентної швидкості для нинішніх цілей) частинки рухаючись з постійним прискоренням у момент, коли він вдаряється про непоступливий об'єкт, такий як земля або тверде тіло стіна. Іншими словами, ви можете використовувати їх для розрахунку швидкості удару, або з точки зору наведених вище змінних, vf.
Крок 1: Оцініть свої змінні
Якщо ваша проблема стосується предмета, що падає з місця відпочинку під впливом сили тяжіння, то v0 = 0 і a = 9,8 м / с
2 і вам потрібно знати лише час t або відстань, що пройшла x, щоб продовжити (див. Крок 2). Якщо, з іншого боку, ви можете отримати величину прискорення a для автомобіля, який рухається горизонтально над a заданої відстані x або для заданого часу t, що вимагає вирішення проміжної задачі перед визначенням vf (див. крок 3).Крок 2: Падаючий об’єкт
Якщо ви знаєте, що предмет, що впав з даху, падав протягом 3,7 секунди, як швидко він рухається?
З рівняння 3 вище ви знаєте, що:
v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 \ текст {м / с}
Якщо вам не дають часу, але ви знаєте, що об’єкт впав на 80 метрів (близько 260 футів, або 25 поверхів), замість цього скористайтеся рівнянням 2:
v_f ^ 2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1568 \\ v_f = \ sqrt {1568} = 39,6 \ text {м / с}
Ви закінчили!
Крок 3: Автомобіль з перевищенням швидкості
Скажімо, ви знаєте, що машина, яка стартувала з місця, розганялася зі швидкістю 5,0 м / с на 400 метрів (приблизно чверть милі) перед тим, як проїхати великий папірець, створений для святкування дисплей. З рівняння 1 вище:
400 = 0 + \ frac {1} {2} (5) t ^ 2 = 2,5t ^ 2 \\ 160 = t ^ 2 \\ t = 12,65 \ text {секунди}
Звідси ви можете використовувати рівняння 3, щоб знайти vf:
v_f = 0 + (5) (12.65) = 63.25 \ текст {м / с}
Порада
Завжди спочатку використовуйте рівняння, для якого існує лише одне невідоме, яке необов’язково має містити змінну остаточного інтересу.