เนื้อหา
ในโลกฟิสิกส์ความเร็ว (v), ตำแหน่ง (x), ความเร่ง (a) และเวลา (t) เป็นส่วนประกอบสำคัญสี่อย่างในการแก้สมการการเคลื่อนที่ คุณอาจได้รับความเร่งความเร็วเริ่มต้น (v0) และเวลาที่ผ่านไปของอนุภาคและต้องแก้ปัญหาสำหรับความเร็วสุดท้าย (vฉ) ความหลากหลายของการเปลี่ยนลำดับอื่น ๆ ที่ใช้กับสถานการณ์ในโลกแห่งความเป็นจริงนับไม่ถ้วนเป็นไปได้ แนวคิดเหล่านี้ปรากฏในสมการที่จำเป็นสี่ประการ:
1. x = v0t + (1/2) เวลา2
2. โวลต์ฉ2 = v02 + 2ax
3. โวลต์ฉ = v0 + ที่
4. x = (v0/ 2 + vฉ/ 2) (t)
สมการเหล่านี้มีประโยชน์ในการคำนวณความเร็ว (เทียบเท่ากับความเร็วสำหรับจุดประสงค์ในปัจจุบัน) ของอนุภาคที่เคลื่อนที่ด้วยการเร่งความเร็วคงที่ในขณะที่มันชนกับวัตถุที่ไม่ยอมเช่นเช่นพื้นดินหรือกำแพงทึบ กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสามารถใช้พวกเขาเพื่อคำนวณความเร็วผลกระทบหรือในแง่ของตัวแปรข้างต้น vฉ.
ขั้นตอนที่ 1: ประเมินตัวแปรของคุณ
หากปัญหาของคุณเกี่ยวข้องกับวัตถุที่ตกลงมาจากการพักผ่อนภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงแล้ว v0 = 0 และ a = 9.8 m / s2 และคุณต้องการเพียงรู้ว่าเวลา t หรือระยะทางลดลงเพื่อดำเนินการต่อ (ดูขั้นตอนที่ 2) ถ้าในอีกทางหนึ่งคุณอาจได้รับค่าของการเร่งความเร็ว a สำหรับรถยนต์ที่เดินทางในแนวนอนในระยะทางที่กำหนด x หรือตามเวลาที่กำหนด t คุณต้องแก้ปัญหาระดับกลางก่อนที่จะกำหนด vฉ (ดูขั้นตอนที่ 3)
ขั้นตอนที่ 2: วัตถุตก
หากคุณรู้ว่าวัตถุที่หล่นจากหลังคาตกลงมาเป็นเวลา 3.7 วินาทีมันจะไปเร็วแค่ไหน?
จากสมการที่ 3 ข้างต้นคุณรู้ว่า vฉ = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 m / s
หากคุณไม่ได้รับเวลา แต่รู้ว่าวัตถุนั้นลดลง 80 เมตร (ประมาณ 260 ฟุตหรือ 25 ชั้น) คุณจะใช้สมการ 2 แทน:
โวลต์ฉ2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
โวลต์ฉ = √ 1,568 = 39.6 m / s
คุณทำเสร็จแล้ว!
ขั้นตอนที่ 3: รถเร่ง
สมมติว่าคุณรู้ว่ารถยนต์ที่เริ่มต้นจากการหยุดนิ่งได้เร่งความเร็วที่ 5.0 m / s เป็นระยะทาง 400 เมตร (ประมาณหนึ่งในสี่ของไมล์) ก่อนที่จะขับรถผ่านแผ่นกระดาษขนาดใหญ่ที่จัดแสดงเพื่อฉลอง จากสมการที่ 1 ข้างต้น
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2.5) t2
160 = t2
t = 12.65 วินาที
จากที่นี่คุณสามารถใช้สมการ 3 เพื่อค้นหา vฉ:
โวลต์ฉ = 0 + (5)(12.65)
= 63.25 m / s
ปลาย
ใช้สมการก่อนเสมอซึ่งมีเพียงอันเดียวที่ไม่รู้จักซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นสมการที่มีตัวแปรที่น่าสนใจที่สุด