In de fysicawereld zijn velocity (v), position (x), acceleratie (a) en time (t) de vier belangrijkste ingrediënten voor het oplossen van bewegingsvergelijkingen. Je kunt de versnelling, initiële snelheid (v _{0) en de verstreken tijd van een deeltje krijgen en moeten oplossen voor de eindsnelheid (v f). Een verscheidenheid aan andere permutaties die van toepassing zijn op talloze real-world scenario's zijn mogelijk. Deze concepten verschijnen in vier essentiële vergelijkingen:}

1. x = v _{0t + (1/2) bij ²}

2. v _{f ^{2 = v 0 2 + 2ax}}

3. v _{f = v 0 + bij}

4. x = (v _{0/2 + v f /2) (t)}

Deze vergelijkingen zijn handig bij het berekenen van de snelheid (equivalent aan snelheid voor huidige doeleinden) van een deeltje dat met constante beweegt versnelling op het moment dat het een niet-duurzaam object raakt, zoals de grond of een stevige muur. Met andere woorden, u kunt ze gebruiken om de impactsnelheid te berekenen, of in termen van de bovenstaande variabelen, v _f.

Stap 1: Beoordeel uw variabelen

Als uw probleem een object valt uit de rust onder invloed van de zwaartekracht, dan v _{0 = 0 en a = 9.8 m /s ^{2 en je hoeft alleen de tijd t of de afstand gevallen x te weten om verder te gaan (zie stap 2). Als u daarentegen de waarde van de versnelling mag krijgen voor een auto die horizontaal over een bepaalde afstand x of een bepaalde tijd t rijdt, moet u een tijdelijk probleem oplossen voordat u v f kunt bepalen (zie Stap 3).}}

Stap 2: Een vallende object

Als je weet dat een object dat van een dak valt gedurende 3.7 seconden is gedaald, hoe snel gaat het?

Van vergelijking 3 hierboven, weet je dat v _{f = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 m /s.}

Als je de tijd niet hebt gekregen maar weet dat het object 80 meter is gevallen ( ongeveer 260 voet, of 25 verhalen), zou je in plaats daarvan vergelijking 2 gebruiken:

v _{f ^{2 = 0 + 2 (9.8) (80) = 1.568}}

v _{f = √ 1.568 = 39.6 m /s}

Je bent klaar!

Stap 3: Een snel rijdende auto

Stel dat je weet dat een auto die startte vanaf een stilstand is versneld bij 5,0 m /s gedurende 400 meter (ongeveer een kwart mijl) voordat hij door een groot stuk papier reed dat was opgezet voor een feestelijk display. Uit vergelijking 1 hierboven,

400 = 0 + (1/2) (5) t ²

400 = (2,5) t ²

160 = t ²

t = 12,65 seconden

Hier kun je vergelijking 3 gebruiken om v _f:

v _{f te vinden = 0 + (5) (12.65)}

= 63.25 m /s

Tip

Gebruik altijd eerst een vergelijking waarvoor er maar één onbekend is, wat niet noodzakelijk is een die de variabele van de uiteindelijke interesse bevat.