כיצד לחשב את מהירות ההשפעה

תוֹכֶן

• שלב 1: הערך את המשתנים שלך
• שלב 2: אובייקט נופל
• שלב 3: מכונית מהירה
• טיפ

בעולם הפיזיקה מהירות (v), מיקום (x), תאוצה (a) וזמן (t) הם ארבעת המרכיבים העיקריים בפתרון משוואות תנועה. אתה עלול לקבל את ההאצה, המהירות הראשונית (v₀) וחלף הזמן של החלקיק ונאלץ לפתור את המהירות הסופית (v_ו). אפשר להתקיים מגוון של פרמוטציות אחרות החלות על אינספור תרחישים בעולם האמיתי. מושגים אלה מופיעים בארבע משוואות חיוניות:

1. x = v₀t + (1/2) בשעה²

2. v_ו² = v₀² + 2ax

3. v_ו = v₀ + בשעה

4. x = (v₀/ 2 + v_ו/ 2) (t)

משוואות אלה מועילות בחישוב המהירות (שווה ערך למהירות למטרות נוכחיות) של חלקיק הנע בתאוצה מתמדת ברגע בו הוא פוגע באובייקט בלתי מוגן, כמו הקרקע או קיר מוצק. במילים אחרות, אתה יכול להשתמש בהם כדי לחשב מהירות השפעה, או מבחינת המשתנים לעיל, v_ו.

שלב 1: הערך את המשתנים שלך

אם הבעיה שלך כרוכה בחפץ שנפל מנוחה תחת השפעת כוח הכבידה, אז v₀ = 0 ו- a = 9.8 m / s² ואתה צריך לדעת רק את השעה t או את המרחק שנפל x כדי להמשיך (ראה שלב 2). אם לעומת זאת, אתה עשוי לקבל את ערך ההאצה a עבור מכונית הנוסעת אופקית לאורך מרחק נתון x או לזמן נתון t, שתדרוש מכם לפתור בעיית ביניים לפני שתקבע v_ו (ראה שלב 3).

שלב 2: אובייקט נופל

אם אתה יודע שאובייקט שנפל מגג נופל כבר 3.7 שניות, כמה מהר הוא פועל?

ממשוואה 3 לעיל, אתה יודע ש v_ו = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 m / s.

אם לא נותנים לך את הזמן אבל אתה יודע שהאובייקט נפל 80 מטרים (כ- 260 רגל, או 25 קומות), היית משתמש במשוואה 2 במקום:

v_ו² = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568

v_ו = √ 1,568 = 39.6 מ '/ ש

אתה סיימת!

שלב 3: מכונית מהירה

נניח שאתה יודע שמכונית שהתחילה ממצב האצה במהירות של 5.0 מ '/ ש' במשך 400 מטר (כרבע מייל) לפני שהיא נעה דרך פיסת נייר גדולה שהוקמה לתצוגה חגיגית. מהמשוואה 1 לעיל,

400 = 0 + (1/2) (5) t²

400 = (2.5) t²

160 = t²

t = 12.65 שניות

מכאן, תוכלו להשתמש במשוואה 3 כדי למצוא v_ו:

v_ו = 0 + (5)(12.65)

= 63.25 מטר / שניה

טיפ

השתמש תמיד במשוואה ראשונה שיש בה רק אחד לא ידוע, שאינו בהכרח כזה שמכיל את המשתנה של ריבית אולטימטיבית.