Hvordan beregne hastigheten til et objekt Droppet Basert på Høyde

Tyngdens akselerasjon bevirker en fallende gjenstand for å plukke opp hastigheten når den sendes. Fordi en fallende gjenstand hastighet er i stadig endring, kan du ikke være i stand til å måle det nøyaktig. Men du kan beregne hastigheten basert på høyden av fallet; prinsippet for konservering av energi, eller de grunnleggende ligninger for høyde og hastighet, gi den nødvendige forhold. For å bruke bevaring av energi, må man balansere den potensielle energien til gjenstanden før den faller sammen med sin kinetiske energi når den lander. For å bruke de grunnleggende fysikk ligninger for høyde og hastighet, løse høyden ligningen for tiden, og deretter løse hastigheten ligningen.

Bruksanvisning

Conservation of Energy

1 Fastslå høyde som objektet falt. Multiplisere høyden av objektets akselerasjon på grunn av tyngdekraften. Akselerasjonen på grunn av tyngdekraften er 32.2 ft / s ^ 2 for engelske enheter, eller 9,8 m / s ^ 2 for SI-enheter. Hvis du slipper et objekt fra 15 fot, for eksempel, ville du multiplisere 15 fot * 32,2 ft / s ^ 2 for å få 483 ft ^ 2 / s ^ 2.

2 Multipliser resultatet med 2. For eksempel, 483 ft ^ 2 / s ^ 2 * 2 = 966 ft ^ 2 / s ^ 2.

3 Ta kvadratroten av det foregående resultatet for å beregne hastigheten når gjenstanden treffer bakken. Kvadratroten av 966 ft ^ 2 / s ^ 2 er 31,1 ft / s, så objektet i dette eksempelet ville traff bakken reiser på 31,1 ft / s.

Høyde og hastighets-funksjoner

4 Fastslå høyde som objektet falt. Multipliser høyden med 2, og dele resultatet med objektets tyngdeakselerasjonen. Hvis objektet falt fra 5 m, vil ligningen se slik ut: (2 * 5 m) / (9,8 m / s ^ 2) = 1,02 s ^ 2.

5 Ta kvadratroten av resultatet for å beregne den tid det tar for at objektet skal slippe. For eksempel, kvadratroten av 1,02 s ^ 2 er lik 1,01 s.

6 Multiplisere tiden ved akselerasjonen på grunn av tyngdekraften for å finne den hastighet når gjenstanden treffer bakken. Hvis det tar 9,9 sekunder for objektet å treffe bakken, er dens hastighet (1.01 s) * (9,8 m / s ^ 2), eller 9,9 m / s.

Hint

  • Hvis man er i stand til hvor lenge det tar for det formål å falle, bare multiplisere den tid ved akselerasjonen på grunn av tyngdekraften for å finne den endelige hastighet.
  • Hvis du ønsker å vite hastigheten til objektet ved et eller annet tidspunkt før den treffer bakken, bruker avstanden objektet har falt til det punkt på plass av avstanden til bakken i enten ligning.
  • Multipliser fot per sekund med 0,68 for å finne objektets hastighet i miles per time.
  • Disse ligningene gjelder ikke gjenstander falt fra svært høyt oppe, fordi slike objekter vil nå en terminal velocity før de treffer bakken. Hvis du vet terminalen hastigheten til et objekt, dele det tallet med kvadratroten av 2 * g for å bestemme den maksimale høyden vil være gyldig for dette objektet som disse ligningene.