Как рассчитать скорость удара

Содержание

• Шаг 1: Оцените ваши переменные
• Шаг 2: Падающий объект
• Шаг 3: Ускоряющаяся машина
• Чаевые

В мире физики скорость (v), положение (x), ускорение (a) и время (t) являются четырьмя ключевыми составляющими в решении уравнений движения. Вы можете получить ускорение, начальная скорость (V₀) и истекшее время частицы и должны решить для конечной скорости (v_е). Возможен ряд других перестановок, применимых к бесчисленным сценариям реального мира. Эти понятия фигурируют в четырех основных уравнениях:

1. х = v₀t + (1/2) при²

2. V_е² = v₀² + 2ax

3. V_е = v₀ + в

4. х = (в₀/ 2 + V_е/ 2) (т)

Эти уравнения полезны при расчете скорости (эквивалентной скорости для настоящих целей) частицы, движущейся с постоянным ускорением в тот момент, когда она ударяется о неприступный объект, такой как земля или твердая стена. Другими словами, вы можете использовать их для расчета скорости удара или в терминах приведенных выше переменных, v_е.

Шаг 1: Оцените ваши переменные

Если ваша проблема связана с тем, что под действием силы тяжести объект падает из покоя, то v₀ = 0 и а = 9,8 м / с² и вам нужно только знать время t или пройденное расстояние x, чтобы пройти (см. шаг 2). Если, с другой стороны, вы можете получить значение ускорения a для автомобиля, движущегося горизонтально на заданном расстоянии x или в течение заданного времени t, что требует решения промежуточной задачи до определения v_е (см. шаг 3).

Шаг 2: Падающий объект

Если вы знаете, что объект, упавший с крыши, падал в течение 3,7 секунд, как быстро он будет двигаться?

Из уравнения 3 выше, вы знаете, что V_е = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 м / с.

Если вам не дано время, но вы знаете, что объект упал на 80 метров (около 260 футов или 25 этажей), вы должны использовать вместо этого уравнение 2:

v_е² = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568

v_е = √ 1568 = 39,6 м / с

Вы сделали!

Шаг 3: Ускоряющаяся машина

Допустим, вы знаете, что автомобиль, который начинал с места, разгонялся со скоростью 5,0 м / с в течение 400 метров (около четверти мили) перед тем, как проехать через большой лист бумаги, предназначенный для праздничного показа. Из приведенного выше уравнения 1

400 = 0 + (1/2) (5) т²

400 = (2,5) т²

160 = т²

t = 12,65 секунд

Отсюда вы можете использовать уравнение 3, чтобы найти V_е:

v_е = 0 + (5)(12.65)

= 63,25 м / с

Чаевые

Всегда сначала используйте уравнение, для которого существует только одно неизвестное, которое не обязательно содержит переменную, представляющую наибольший интерес.