Zawartość
Większość studentów po raz pierwszy zapoznaje się z fizyką w postaci kinematyki - gałęzi fizyki, która bada tylko ruch obiektów. Używają równań do obliczania prędkości, położenia i przyspieszenia, aby dowiedzieć się, jak zastosować matematykę w prawdziwym świecie. Często zadawane pytanie wymaga obliczenia ostatecznej prędkości obiektu bez wiedzy o tym, jak długo przyspiesza. Dopóki znane jest przyspieszenie i przemieszczenie obiektu, każdy uczeń może rozwiązać ten problem.
Analiza problemu
Sprawdź, czy przyspieszenie jest stałe. Stałe przyspieszenie będzie liczbą prostą, np. 9,8 metra na sekundę na sekundę (m / s ^ 2), i nie zmieni się w zależności od czasu lub prędkości.
Zbadaj problem, aby znaleźć przemieszczenie obiektu i jego prędkość początkową.
Podłącz przyspieszenie, przemieszczenie i prędkość początkową do tego równania: (Prędkość końcowa) ^ 2 = (Prędkość początkowa) ^ 2 + 2_ (Przyspieszenie) _ (Przemieszczenie). Rozwiąż problem za pomocą pióra, papieru i kalkulatora.
Przykładowy problem
Załóżmy, że samochód ma prędkość początkową 5 metrów na sekundę i przyspiesza z prędkością 4 metrów na sekundę na sekundę na odległości 10 metrów. Możesz sprawdzić jego końcową prędkość i czas, jaki samochód pokonał 10 metrów.
Zidentyfikuj przyspieszenie samochodu. Tutaj jest wyraźnie podane jako 4 m / s ^ 2. Jest to stałe przyspieszenie, ponieważ nie zmienia się w czasie; przyspieszenie samochodu jest takie samo przez cały problem.
Znajdź początkową prędkość i przemieszczenie. Prędkość początkowa jest wyraźnie określona jako 5 metrów na sekundę. Ale problem dotyczy tylko przebytej odległości, a nie przemieszczenia. Użyj intuicji, aby stwierdzić, że przebyta odległość i przemieszczenie są takie same, 10 metrów.
Rozwiąż równanie (prędkość końcowa) ^ 2 = (prędkość początkowa) ^ 2 + 2_ (przyspieszenie) _ (przemieszczenie). Podanie wartości do daje V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. Biorąc pierwiastek kwadratowy z obu stron (i ponownie używając intuicji, aby stwierdzić, że wynik powinien być dodatni), otrzymujemy V równe pierwiastkowi kwadratowemu z (25 + 80) = 10,25 metra na sekundę.
Rozwiąż czas po znalezieniu prędkości końcowej. W tym celu możesz zmienić następujące równanie: (Prędkość końcowa) = (Prędkość początkowa) + (Przyspieszenie) * (Czas). W tym przypadku (Czas) = (Prędkość końcowa - Prędkość początkowa) / (Przyspieszenie). Czas równa się (10,25 - 5) / (4) = 1,31 sekundy.