Hvordan finner Velocity vet når tiden er ukjent?

January 4

De fleste studenter er først introdusert til fysikk i form av kinematikk - den grenen av fysikken som studerer bare bevegelsen av objekter. De bruker ligninger for å beregne hastighet, posisjon og akselerasjon for å lære å bruke matematikk til den virkelige verden. Et vanlig spørsmål ber elevene til å beregne den endelige hastighet av et objekt uten å vite hvor lang tid det akselerert. Så lenge akselerasjonen og forskyvning av gjenstanden er kjent, kan en hvilken som helst student løse dette problem.

Bruksanvisning

problem Analysis

1 Kontroller at akselerasjonen er konstant. Konstant akselerasjon vil være et enkelt tall, for eksempel 9,8 meter per sekund per sekund (m / s ^) 2, og vil ikke endre seg avhengig av tid eller hastighet.

2 Undersøke problemet å finne den forskyvning av objektet og dens utgangshastighet.

3 Plugg akselerasjon, fortrengning og utgangshastighet inn i denne ligningen: (Endelig Velocity) ^ 2 = (Initial Velocity) ^ 2 + 2

(Acceleration) (Displacement). Løs problemet ved hjelp av penn, papir og kalkulator.

Sample Problem

4 Anta at en bil har en innledende hastighet av 5 meter per sekund, og den akselererer ved 4 meter per sekund per sekund over en avstand på 10 meter. Du kan finne sin endelige hastighet og hvor lenge bilen tok til å reise 10 meter.

5 Identifisere akselerasjonen av bilen. Her er det tydelig frem som 4 m / s ^ 2. Dette er konstant akselerasjon fordi den ikke endrer seg over tid; bilens akselerasjonen er den samme gjennom hele problemet.

6 Finner den innledende hastighet og forskyvning. Den innledende hastighet oppgis som 5 meter per sekund. Men problemet, sier kun distanse og ikke forskyvning. Bruk intuisjon å hevde at avstanden og forskyvning er de samme, 10 meter.

7 Løs likningen (endelig Velocity) ^ 2 = (Initial Velocity) ^ 2 + 2

(Acceleration) (Displacement). Plugging verdier gir V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2 4 10. ta kvadratroten av begge sider (og bruker intuisjon igjen for å hevde at resultatet skal være positiv) gir V er lik kvadratroten av (25 + 80) = 10.25 meter per sekund.

8 Løse med hensyn på tid etter at slutthastigheten blir funnet. Du kan omorganisere følgende ligning for å gjøre dette: (Endelig Velocity) = (Initial Velocity) + (Acceleration) * (Time). Så i dette tilfelle (Time) = (siste Velocity - Initial Velocity) / (akselerasjon). Tid da lik (10,25-5) / (4) = 1,31 sekunder.

Hint

Enkle algebra feil er de vanligste feil elevene gjør i kinematikk problemer.