Sådan beregnes påvirkningshastighed

I fysikens verden er hastighed (v), position (x), acceleration (a) og tid (t) de fire nøgleingredienser i løsningen af bevægelsesligninger. Du får muligvis acceleration, starthastighed (v _{0) og den forløbne tid for en partikel og er nødt til at løse for den endelige hastighed (v f). En række andre permutationer, der gælder for utallige scenarier i den virkelige verden, er mulige. Disse begreber vises i fire væsentlige ligninger:}

1. x \u003d v _{0t + (1/2) ved ²}

2. v _{f ^{2 \u003d v 0 2 + 2ax}}

3. v _{f \u003d v 0 + ved}

4. x \u003d (v _{0/2 + v f /2) (t)}

Disse ligninger er nyttige til beregning af hastigheden (svarende til hastighed til nuværende formål) for en partikel, der bevæger sig med konstant acceleration i øjeblikket rammer det et uhindrende objekt, såsom jorden eller en solid mur. Med andre ord kan du bruge dem til at beregne påvirkningshastighed eller med hensyn til de ovennævnte variabler, v _{f.
Trin 1: Vurder dine variabler}

Hvis dit problem involverer et objekt, der falder fra hvile under påvirkning af tyngdekraften, så v _{0 \u003d 0 og a \u003d 9,8 m /s ^{2, og du behøver kun kende tiden t eller den faldne afstand x for at fortsætte (se trin 2). Hvis du på den anden side muligvis får værdien af accelerationen a for en bil, der kører vandret over en given afstand x eller i et givet tidspunkt t, hvilket kræver, at du løser et mellemliggende problem, før du fastlægger v f (se trin 3).
Trin 2: Et faldende objekt}}

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

Fra ligning 3 ovenfor , ved du, at v _{f \u003d 0 + (9,8) (3,7) \u003d 36,26 m /s.}

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

v _{f ^{2 \u003d 0 + 2 (9.8) (80) \u003d 1,568}}

v _{f \u003d √ 1,568 \u003d 39,6 m /s}

Du er færdig!
Trin 3: En hastighedsbil

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

400 \u003d 0 + (1/2) (5) t ²

400 \u003d (2.5) t ²

160 \u003d t ²

t \u003d 12.65 sekunder

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

v _{f \u003d 0 + (5) (12.65)}

\u003d 63,25 m /s
Tip

Brug altid først en ligning, hvor der kun er en ukendt, som ikke nødvendigvis er en der indeholder variablen for den ultimative interesse.