De meeste studenten maken voor het eerst kennis met fysica in de vorm van kinematica - de tak van de fysica die alleen de beweging van objecten bestudeert. Ze gebruiken vergelijkingen om snelheid, positie en versnelling te berekenen om te leren hoe ze wiskunde op de echte wereld kunnen toepassen. Een veelgestelde vraag vraagt studenten om de eindsnelheid van een object te berekenen zonder te weten hoe lang het versnelde. Zolang de versnelling en verplaatsing van het object bekend is, kan elke student dit probleem oplossen.
Probleemanalyse

Controleer of de versnelling constant is. Constante versnelling zal een eenvoudig getal zijn, zoals 9,8 meter per seconde per seconde (m /s ^ 2), en zal niet veranderen afhankelijk van tijd of snelheid.


Onderzoek het probleem om de verplaatsing van het object te vinden en zijn beginsnelheid.


Sluit de versnelling, verplaatsing en beginsnelheid aan op deze vergelijking: (Eindsnelheid) ^ 2 \u003d (Initiële snelheid) ^ 2 + 2_ (Versnelling) _ (Verplaatsing). Los het probleem op met pen, papier en rekenmachine.

Voorbeeldprobleem


Stel dat een auto een beginsnelheid van 5 meter per seconde heeft en dat deze versnelt met 4 meter per seconde per seconde tweede over een afstand van 10 meter. U vindt de eindsnelheid en hoe lang de auto 10 meter heeft afgelegd.


Identificeer de versnelling van de auto. Hier wordt het duidelijk vermeld als 4 m /s ^ 2. Dit is een constante versnelling omdat het niet verandert in de loop van de tijd; de versnelling van de auto is gedurende het hele probleem hetzelfde.


Zoek de beginsnelheid en verplaatsing. De beginsnelheid wordt duidelijk vermeld als 5 meter per seconde. Maar het probleem vermeldt alleen de afgelegde afstand en niet de verplaatsing. Gebruik intuïtie om te beweren dat de afgelegde afstand en verplaatsing hetzelfde zijn, 10 meter.


De vergelijking oplossen (uiteindelijke snelheid) ^ 2 \u003d (initiële snelheid) ^ 2 + 2_ (versnelling) _ (verplaatsing). Waarden inpluggen geeft V ^ 2 \u003d 5 ^ 2 + 2_4_10. De vierkantswortel van beide zijden nemen (en opnieuw intuïtie gebruiken om te beweren dat het resultaat positief moet zijn) geeft V gelijk aan de vierkantswortel van (25 + 80) \u003d 10,25 meter per seconde.


Los op na de finale snelheid is gevonden. U kunt de volgende vergelijking hiervoor herschikken: (Final Velocity) \u003d (Initial Velocity) + (Acceleration) * (Time). Dus in dit geval, (Tijd) \u003d (Eindsnelheid - Initiële snelheid) /(Versnelling). Tijd is dan gelijk aan (10,25 - 5) /(4) \u003d 1,31 seconden.




Tips


1. Eenvoudige algebrafouten zijn de meest voorkomende fouten die studenten maken in de kinematica problemen.