Jak znaleźć przyspieszenie z prędkością i odległością

Posted on
Autor: Lewis Jackson
Data Utworzenia: 14 Móc 2021
Data Aktualizacji: 13 Móc 2024
Anonim
Jak obliczyć przyspieszenie w ruchu jednostajnie przyspieszonym? LubieFizyke.pl
Wideo: Jak obliczyć przyspieszenie w ruchu jednostajnie przyspieszonym? LubieFizyke.pl

Zawartość

Kinematyka to dziedzina fizyki, która opisuje podstawy ruchu i często masz za zadanie znaleźć jedną ilość, mając wiedzę o kilku innych. Uczenie się równań stałego przyspieszenia doskonale przygotowuje Cię do tego rodzaju problemu, a jeśli musisz znaleźć przyspieszenie, ale masz tylko prędkość początkową i końcową, wraz z przebytą odległością, możesz określić przyspieszenie. Potrzebujesz tylko jednego z czterech równań i odrobiny algebry, aby znaleźć potrzebne wyrażenie.

TL; DR (Too Long; Didnt Read)

Znajdź przyspieszenie z prędkością i odległością, korzystając ze wzoru:

a = (w2 - u2 ) / 2s

Dotyczy to tylko stałego przyspieszenia, oraz za oznacza przyspieszenie, przeciwko oznacza prędkość końcową, u oznacza prędkość początkową i s to odległość przebyta między prędkością początkową a końcową.

Równania stałego przyspieszenia

Istnieją cztery główne równania stałego przyspieszenia, które będą potrzebne do rozwiązania wszystkich takich problemów. Są one ważne tylko wtedy, gdy przyspieszenie jest „stałe”, więc gdy coś przyspiesza w stałym tempie, a nie coraz szybciej z biegiem czasu. Przyspieszenie ziemskie może być wykorzystane jako przykład stałego przyspieszenia, ale problemy często określają, kiedy przyspieszenie trwa w stałym tempie.

Równania stałego przyspieszenia wykorzystują następujące symbole: za oznacza przyspieszenie, przeciwko oznacza prędkość końcową, u oznacza prędkość początkową, s oznacza przemieszczenie (tj. przebytą odległość) oraz t oznacza czas Stan równań:

v = u + at

s = 0.5 × (u + przeciwko)t

s = ut + 0.5 × w2

przeciwko2 = u2 + 2 tak jak

Różne równania są przydatne w różnych sytuacjach, ale jeśli masz tylko prędkości przeciwko i uwraz z odległością s, ostatnie równanie idealnie spełnia twoje potrzeby.

Ponownie ułóż równanie dla a

Uzyskaj równanie we właściwej formie, zmieniając układ. Pamiętaj, że możesz zmienić układ równań w dowolny sposób, pod warunkiem, że robisz to samo po obu stronach równania na każdym kroku.

Zaczynając od:

przeciwko 2 = u2 + 2 tak jak

Odejmować u2 z obu stron, aby uzyskać:

przeciwko2u2 = 2 tak jak

Podziel obie strony przez 2 s (i odwróć równanie), aby uzyskać:

za = (przeciwko2u2 ) / 2 s

To mówi, jak znaleźć przyspieszenie z prędkością i odległością. Pamiętaj jednak, że dotyczy to tylko stałego przyspieszenia w jednym kierunku. Sprawy stają się nieco bardziej skomplikowane, jeśli musisz dodać drugi lub trzeci wymiar do ruchu, ale zasadniczo tworzysz jedno z tych równań dla ruchu w każdym kierunku osobno. Przy zmiennym przyspieszeniu nie ma takiego prostego równania, którego należy użyć, a do rozwiązania problemu trzeba użyć rachunku różniczkowego.

Przykład obliczenia stałego przyspieszenia

Wyobraź sobie, że samochód jedzie ze stałym przyspieszeniem, z prędkością 10 metrów na sekundę (m / s) na początku toru o długości 1 kilometra (tj. 1000 metrów) i prędkością 50 m / s do końca toru . Jakie jest stałe przyspieszenie samochodu? Użyj równania z ostatniej sekcji:

za = (przeciwko2u2 ) / 2 s

Pamiętając o tym przeciwko jest końcową prędkością i u jest prędkością początkową. Więc masz przeciwko = 50 m / s, u = 10 m / s oraz s = 1000 m. Wstaw je do równania, aby uzyskać:

za = ((50 m / s) 2 - (10 m / s)2 ) / 2 × 1000 m

= (2500 m2 / s2 - 100 m2 / s2 ) / 2000 m

= (2400 m2 / s2 ) / 2000 m

= 1,2 m / s2

Tak więc samochód przyspiesza z prędkością 1,2 metra na sekundę na sekundę podczas jazdy po torze, lub innymi słowy, zyskuje prędkość 1,2 metra na sekundę co sekundę.