Содержание
Большинство студентов впервые знакомятся с физикой в форме кинематики - области физики, которая изучает только движение объектов. Они используют уравнения для расчета скорости, положения и ускорения, чтобы научиться применять математику в реальном мире. Распространенный вопрос просит студентов вычислить конечную скорость объекта, не зная, как долго он ускоряется. Пока известно ускорение и смещение объекта, любой студент может решить эту проблему.
Анализ проблем
Убедитесь, что ускорение является постоянным. Постоянное ускорение будет простым числом, таким как 9,8 метра в секунду в секунду (м / с ^ 2), и не будет изменяться в зависимости от времени или скорости.
Изучите задачу, чтобы найти смещение объекта и его начальную скорость.
Включите ускорение, смещение и начальную скорость в это уравнение: (конечная скорость) ^ 2 = (начальная скорость) ^ 2 + 2_ (ускорение) _ (смещение). Решите проблему, используя ручку, бумагу и калькулятор.
Пример проблемы
Предположим, что автомобиль имеет начальную скорость 5 метров в секунду и разгоняется со скоростью 4 метра в секунду на расстоянии 10 метров. Вы можете узнать его конечную скорость и сколько времени машина проехала 10 метров.
Определите ускорение автомобиля. Здесь ясно указано, что это 4 м / с ^ 2. Это постоянное ускорение, потому что оно не меняется со временем; Ускорение машины одинаково на протяжении всей проблемы.
Найти начальную скорость и смещение. Начальная скорость четко указана как 5 метров в секунду. Но проблема заключается только в пройденном расстоянии, а не в смещении. Используйте интуицию, чтобы утверждать, что пройденное расстояние и смещение одинаковы, 10 метров.
Решите уравнение (Конечная скорость) ^ 2 = (Начальная скорость) ^ 2 + 2_ (Ускорение) _ (Смещение). Включение значений дает V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. Взяв квадратный корень с обеих сторон (и снова используя интуицию, чтобы утверждать, что результат должен быть положительным), получаем V, равный квадратному корню из (25 + 80) = 10,25 метра в секунду.
Решите за время после того, как конечная скорость найдена. Для этого вы можете изменить следующее уравнение: (Конечная скорость) = (Начальная скорость) + (Ускорение) * (Время). Поэтому в этом случае (Время) = (Конечная скорость - Начальная скорость) / (Ускорение). Время тогда равно (10,25 - 5) / (4) = 1,31 секунды.