Innhold
De fleste studenter blir først introdusert for fysikk i form av kinematikk - gren av fysikk som kun studerer bevegelse av gjenstander. De bruker ligninger for å beregne hastighet, posisjon og akselerasjon for å lære å anvende matematikk på den virkelige verden. Et vanlig spørsmål ber elevene beregne den endelige hastigheten til et objekt uten å vite hvor lenge det akselererte. Så lenge akselerasjonen og forskyvningen av objektet er kjent, kan enhver student løse dette problemet.
Problemanalyse
Kontroller at akselerasjonen er konstant. Konstant akselerasjon vil være et enkelt tall som 9,8 meter per sekund per sekund (m / s ^ 2), og vil ikke endres avhengig av tid eller hastighet.
Undersøk problemet for å finne forskyvningen av objektet og dets første hastighet.
Plugg akselerasjon, forskyvning og begynnelseshastighet i denne ligningen: (Endelig hastighet) ^ 2 = (Starthastighet) ^ 2 + 2_ (Akselerasjon) _ (Forskyvning). Løs problemet ved hjelp av penn, papir og kalkulator.
Eksempel på problem
Anta at en bil har en begynnelseshastighet på 5 meter per sekund, og den akselererer med 4 meter per sekund per sekund over en avstand på 10 meter. Du kan finne dens endelige hastighet og hvor lang tid bilen tok å reise 10 meter.
Identifiser akselerasjonen av bilen. Her er det klart angitt som 4 m / s ^ 2. Dette er konstant akselerasjon fordi den ikke endres over tid; bilens akselerasjon er den samme gjennom hele problemet.
Finn den første hastigheten og forskyvningen. Starthastigheten er tydelig angitt som 5 meter per sekund. Men problemet sier bare tilbakelagt distanse og ikke forskyvningen. Bruk intuisjon for å hevde at tilbakelagt avstand og forskyvning er den samme, 10 meter.
Løs likningen (Endelig hastighet) ^ 2 = (Starthastighet) ^ 2 + 2_ (Akselerasjon) _ (Forskyvning). Når du kobler verdier inn, gir V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. Å ta kvadratroten på begge sider (og bruke intuisjonen igjen for å hevde at resultatet skal være positivt) gir V lik kvadratroten på (25 + 80) = 10,25 meter per sekund.
Løs for tiden etter at den endelige hastigheten er funnet. Du kan omorganisere følgende ligning for å gjøre dette: (Endelig hastighet) = (Starthastighet) + (Akselerasjon) * (Tid). Så i dette tilfellet, (Time) = (Final Velocity - Initial Velocity) / (Acceleration). Tiden er da lik (10,25 - 5) / (4) = 1,31 sekunder.