Innhold
I fysikkens verden er hastighet (v), posisjon (x), akselerasjon (a) og tid (t) de fire viktigste ingrediensene i å løse bevegelsesligninger. Du kan få akselerasjon, begynnelseshastighet (v0) og forløpt tid for en partikkel og må løse for den endelige hastigheten (vf). En rekke andre permutasjoner som er gjeldende for utallige scenarier i den virkelige verden er mulig. Disse begrepene vises i fire viktige ligninger:
1. x = v0t + (1/2) kl2
2. vf2 = v02 + 2ax
3. vf = v0 + kl
4. x = (v0/ 2 + vf/ 2) (t)
Disse ligningene er nyttige for å beregne hastigheten (tilsvarer hastigheten for nåværende formål) for en partikkel som beveger seg med konstant akselerasjon i det øyeblikket den treffer et uhindrende objekt, for eksempel bakken eller en solid vegg. Med andre ord kan du bruke dem til å beregne påvirkningshastighet, eller med tanke på variablene ovenfor, vf.
Trinn 1: Vurder variablene dine
Hvis problemet ditt innebærer en gjenstand som faller fra hvile under påvirkning av tyngdekraften, så v0 = 0 og a = 9,8 m / s2 og du trenger bare å vite tiden t eller avstanden som er falt x for å fortsette (se trinn 2). Hvis du derimot kan få verdien på akselerasjonen a for en bil som går horisontalt over en gitt avstand x eller for en gitt tid t, som krever at du løser et mellomliggende problem før du bestemmer vf (se trinn 3).
Trinn 2: Et fallende objekt
Hvis du vet at et objekt som har falt fra et tak har falt i 3,7 sekunder, hvor raskt går det?
Fra ligning 3 ovenfor, vet du at vf = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m / s.
Hvis du ikke får tid, men vet at objektet har falt 80 meter (omtrent 260 fot, eller 25 etasjer), vil du bruke ligning 2 i stedet:
vf2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
vf = √ 1,568 = 39,6 m / s
Du er ferdig!
Trinn 3: En fartsovertredende bil
Si at du vet at en bil som startet i stillhet har akselerert i 5,0 m / s i 400 meter (omtrent en kvarter kilometer) før du kjørte gjennom et stort stykke papir som var satt opp for en festlig visning. Fra ligning 1 ovenfor,
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2,5) t2
160 = t2
t = 12,65 sekunder
Herfra kan du bruke ligning 3 for å finne vf:
vf = 0 + (5)(12.65)
= 63,25 m / s
Tips
Bruk alltid en ligning først der det bare er en ukjent, som ikke nødvendigvis er en som inneholder variabelen for den ultimate interessen.