Sadržaj
U svijetu fizike brzina (v), položaj (x), ubrzanje (a) i vrijeme (t) su četiri ključna sastojka u rješavanju jednadžbi gibanja. Možete dobiti ubrzanje, početnu brzinu (v0) i proteklo vrijeme čestice i moraju se riješiti za konačnu brzinu (vf). Moguće su razne druge permutacije primjenjive na bezbroj scenarija u stvarnom svijetu. Ti se pojmovi pojavljuju u četiri bitne jednadžbe:
1. x = v0t + (1/2) na2
2. vf2 = v02 + 2ax
3. vf = v0 + at
4. x = (v0/ 2 + vf/ 2), (t)
Ove jednadžbe su korisne za izračunavanje brzine (ekvivalentne brzini u današnje svrhe) čestice koja se kreće konstantnim ubrzanjem u trenutku kad udari u neokrnjeni objekt, poput tla ili čvrstog zida. Drugim riječima, možete ih koristiti za izračunavanje brzine udara ili, u smislu gore navedenih varijabli, vf.
Korak 1: Procijenite svoje varijable
Ako vaš problem uključuje objekt koji pada pod mirovanjem pod utjecajem gravitacije, tada v0 = 0 i a = 9,8 m / s2 i za nastavak trebate znati samo vrijeme t ili prijeđenu udaljenost x (vidi korak 2). Ako, s druge strane, možete dobiti vrijednost ubrzanja a za automobil koji putuje vodoravno preko određene udaljenosti x ili za određeno vrijeme t, što zahtijeva da riješite neki posredni problem prije nego što odredite vf (vidi korak 3).
Korak 2: Pad objekta
Ako znate da predmet srušen sa krova pada već 3,7 sekundi, koliko brzo ide?
Iz jednadžbe 3 gore, znate da je vf = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m / s.
Ako vam nije dano vrijeme, ali znate da je objekt pao 80 metara (oko 260 stopa, ili 25 priča), umjesto toga upotrijebite jednadžbu 2:
vf2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
vf = √ 1,568 = 39,6 m / s
Gotov si!
3. korak: ubrzani automobil
Recite da znate da automobil koji je krenuo iz zastoja ubrzava se brzinom od 5,0 m / s za 400 metara (otprilike četvrt milje) prije vožnje kroz veliki komad papira postavljen za slavljenički prikaz. Iz jednadžbe 1 gore,
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2,5) t2
160 = t2
t = 12,65 sekundi
Odavde možete koristiti jednadžbu 3 da biste pronašli vf:
vf = 0 + (5)(12.65)
= 63,25 m / s
Savjet
Uvijek upotrijebite jednadžbu za koju postoji samo jedna nepoznanica, koja nije nužno i koja sadrži varijablu od najvećeg interesa.