Sådan beregnes Impact Speed

I fysikverdenen er hastighed (v), position (x), acceleration (a) og tid (t) de fire centrale ingredienser til løsning af bevægelsesligninger. Du kan få accelerationen, starthastigheden (v _{0) og den forløbne tid af en partikel og skal løse for den endelige hastighed (v f). En række andre permutationer, der gælder for utallige virkelige scenarier, er mulige. Disse begreber vises i fire vigtige ligninger:}

1. x = v _{0t + (1/2) ved ²}

2. v _{f ^{2 = v 0 2 + 2ax}}

3. v _{f = v 0 + ved}

4. x = (v _{0/2 + v f /2) (t)}

Disse ligninger er nyttige til beregning af hastigheden (ækvivalent med hastigheden til nutidens formål) af en partikel, der bevæger sig med konstant acceleration i øjeblikket det rammer en ubøjelig genstand, såsom jorden eller en solid væg. Med andre ord kan du bruge dem til at beregne slaghastigheden eller i forhold til ovenstående variabler, v _f.

Trin 1: Vurder dine variabler

Hvis dit problem indebærer en objekt, der falder fra hvile under indflydelse af tyngdekraften, så v _{0 = 0 og a = 9,8 m /s ^{2 og du behøver kun at kende tiden t eller afstanden faldt x for at fortsætte (se trin 2). Hvis du derimod kan få værdien af ​​accelerationen a til en bil, der rejser vandret over en given afstand x eller for en given tid t, der kræver at du løser et mellemliggende problem, før du bestemmer v f (se trin 3).}}

Trin 2: Et faldende objekt

Hvis du ved, at et objekt, der er faldet fra et rooftop, er faldet i 3,7 sekunder, hvor hurtigt går det?

Fra ligning 3 ovenfor, ved du, at v _{f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m /s.}

Hvis du ikke får tiden, men ved at objektet er faldet 80 meter omkring 260 fod eller 25 historier), ville du bruge ligning 2 i stedet:

v _{f ^{2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1,568}}

v _{f = √ 1.568 = 39.6 m /s}

Du er færdig!

Trin 3: En hastighedsbil

Sig du, at en bil, der startede fra en stilstand har accelereret ved 5,0 m /s i 400 meter (ca. en kvart) før du kører gennem et stort stykke papir oprettet til en festlig skærm. Fra ligning 1 ovenfor,

400 = 0 + (1/2) (5) t ²

400 = (2.5) t ²

160 = t ²

t = 12,65 sekunder

Herfra kan du bruge ligning 3 til at finde v _f:

v _{f = 0 + (5) (12.65)}

= 63.25 m /s

Tip

Brug altid en ligning for hvilken der kun er en ukendt, hvilket ikke nødvendigvis er en, der indeholder variablen af ​​ultimativ interesse.