Indhold
- TL; DR (for lang; læste ikke)
- De konstante accelerationsforligninger
- Arranger ligningen igen for a
- Et eksempel på beregning af konstant acceleration
Kinematik er den gren af fysik, der beskriver det grundlæggende i bevægelse, og du har ofte til opgave at finde en mængde givet viden om et par andre. At lære de konstante accelerationsforligninger stiller dig perfekt op til denne type problemer, og hvis du skal finde acceleration, men kun har en start- og sluthastighed sammen med den tilbagelagte afstand, kan du bestemme accelerationen. Du har kun brug for den rigtige af de fire ligninger og en lille smule algebra for at finde det udtryk, du har brug for.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Find acceleration med hastighed og afstand ved hjælp af formlen:
a = (v2 - u2 ) / 2s
Dette gælder kun for konstant acceleration og -en står for acceleration, v betyder sluthastighed, u betyder starthastighed og s er den tilbagelagte afstand mellem start- og sluthastighed.
De konstante accelerationsforligninger
Der er fire vigtigste konstante accelerationsforligninger, som du har brug for for at løse alle problemer som dette. De er kun gyldige, når accelerationen er "konstant", så når noget accelererer i en ensartet hastighed i stedet for at accelerere hurtigere og hurtigere, når tiden går. Acceleration på grund af tyngdekraften kan bruges som et eksempel på konstant acceleration, men problemer specificerer ofte, hvornår accelerationen fortsætter med en konstant hastighed.
De konstante accelerationsforligninger bruger følgende symboler: -en står for acceleration, v betyder sluthastighed, u betyder starthastighed, s betyder forskydning (dvs. tilbagelagt afstand) og t betyder tid. Ligningerne angiver:
v = u + kl
s = 0.5 × (u + v)t
s = ut + 0.5 × på2
v2 = u2 + 2 som
Forskellige ligninger er nyttige i forskellige situationer, men hvis du kun har hastighederne v og usammen med afstand s, den sidste ligning opfylder perfekt dine behov.
Arranger ligningen igen for a
Få ligningen i den rigtige form ved at arrangere igen. Husk, at du kan arrangere ligninger, uanset hvor du vil, forudsat at du gør det samme for begge sider af ligningen i hvert trin.
Startende fra:
v 2 = u2 + 2 som
Trække fra u2 fra begge sider for at få:
v2 − u2 = 2 som
Del begge sider med 2 s (og vend ligningen) for at få:
-en = (v2 − u2 ) / 2 s
Dette fortæller dig, hvordan du finder acceleration med hastighed og afstand. Husk dog, at dette kun gælder konstant acceleration i en retning. Ting bliver lidt mere kompliceret, hvis du skal tilføje en anden eller tredje dimension til bevægelsen, men i det væsentlige opretter du en af disse ligninger til bevægelse i hver retning individuelt. For en varierende acceleration er der ingen simpel ligning som denne at bruge, og du er nødt til at bruge calculus for at løse problemet.
Et eksempel på beregning af konstant acceleration
Forestil dig en bil kører med konstant acceleration med en hastighed på 10 meter pr. Sekund (m / s) ved starten af et 1 kilometer langt (dvs. 1.000 meter) langt spor og en hastighed på 50 m / s ved slutningen af banen . Hvad er den konstante acceleration af bilen? Brug ligningen fra det sidste afsnit:
-en = (v2 − u2 ) / 2 s
Husker det v er den endelige hastighed og u er starthastigheden. Så det har du v = 50 m / s, u = 10 m / s og s = 1000 m. Indsæt disse i ligningen for at få:
-en = ((50 m / s) 2 - (10 m / s)2 ) / 2 × 1000 m
= (2.500 m)2 / s2 - 100 m2 / s2 ) / 2000 m
= (2.400 m)2 / s2 ) / 2000 m
= 1,2 m / s2
Så bilen accelererer med 1,2 meter per sekund i sekundet under sin rejse over banen, eller med andre ord, den vinder 1,2 meter pr. Sekund hastighed hvert sekund.