NộI Dung
- TL; DR (Quá dài; Không đọc)
- Các phương trình gia tốc không đổi
- Sắp xếp lại phương trình cho một
- Một ví dụ tính toán gia tốc không đổi
Động học là một nhánh của vật lý mô tả những điều cơ bản của chuyển động, và bạn có thể thường xuyên được giao nhiệm vụ tìm kiếm một lượng kiến thức cho một vài người khác. Tìm hiểu các phương trình gia tốc không đổi giúp bạn giải quyết hoàn hảo loại vấn đề này và nếu bạn phải tìm gia tốc nhưng chỉ có vận tốc bắt đầu và vận tốc cuối cùng, cùng với quãng đường di chuyển, bạn có thể xác định gia tốc. Bạn chỉ cần đúng một trong bốn phương trình và một chút đại số để tìm biểu thức bạn cần.
TL; DR (Quá dài; Không đọc)
Tìm gia tốc với vận tốc và khoảng cách bằng công thức:
a = (v2 - bạn2 ) / 2 giây
Điều này chỉ áp dụng cho gia tốc không đổi và một là viết tắt của gia tốc, v có nghĩa là vận tốc cuối cùng, bạn có nghĩa là bắt đầu vận tốc và S là khoảng cách di chuyển giữa vận tốc bắt đầu và vận tốc cuối cùng.
Các phương trình gia tốc không đổi
Có bốn phương trình gia tốc không đổi chính mà bạn sẽ cần để giải quyết tất cả các vấn đề như thế này. Họ chỉ có giá trị khi gia tốc là hằng số, vì vậy khi có thứ gì đó đang tăng tốc với tốc độ phù hợp thay vì tăng tốc nhanh hơn và nhanh hơn khi thời gian trôi qua. Gia tốc do trọng lực có thể được sử dụng như một ví dụ về gia tốc không đổi, nhưng các vấn đề thường chỉ định khi gia tốc tiếp tục với tốc độ không đổi.
Các phương trình gia tốc không đổi sử dụng các ký hiệu sau: một là viết tắt của gia tốc, v có nghĩa là vận tốc cuối cùng, bạn có nghĩa là vận tốc bắt đầu, S có nghĩa là sự dịch chuyển (tức là khoảng cách đã đi) và t có nghĩa là thời gian Các phương trình trạng thái:
v = u + tại
S = 0.5 × (bạn + v)t
S = ut + 0.5 × tại2
v2 = bạn2 + 2 như
Các phương trình khác nhau rất hữu ích cho các tình huống khác nhau, nhưng nếu bạn chỉ có vận tốc v và bạn, cùng với khoảng cách S, phương trình cuối cùng đáp ứng hoàn hảo nhu cầu của bạn.
Sắp xếp lại phương trình cho một
Lấy phương trình ở dạng đúng bằng cách sắp xếp lại. Hãy nhớ rằng, bạn có thể sắp xếp lại các phương trình theo cách bạn muốn với điều kiện bạn làm điều tương tự với cả hai mặt của phương trình trong mỗi bước.
Bắt đầu từ:
v 2 = bạn2 + 2 như
Trừ bạn2 từ cả hai phía để có được:
v2 − bạn2 = 2 như
Chia cả hai bên cho 2 S (và đảo ngược phương trình) để có được:
một = (v2 − bạn2 ) / 2 S
Điều này cho bạn biết làm thế nào để tìm gia tốc với vận tốc và khoảng cách. Tuy nhiên, hãy nhớ rằng điều này chỉ áp dụng cho gia tốc không đổi theo một hướng. Mọi thứ trở nên phức tạp hơn một chút nếu bạn phải thêm chiều thứ hai hoặc thứ ba vào chuyển động, nhưng về cơ bản, bạn tạo một trong những phương trình này cho chuyển động theo từng hướng riêng lẻ. Đối với một gia tốc khác nhau, không có phương trình đơn giản như thế này để sử dụng và bạn phải sử dụng phép tính để giải bài toán.
Một ví dụ tính toán gia tốc không đổi
Hãy tưởng tượng một chiếc ô tô di chuyển với gia tốc không đổi, với vận tốc 10 mét mỗi giây (m / s) khi bắt đầu một đoạn đường dài 1 km (tức là 1.000 mét) và vận tốc 50 m / s ở cuối đường đua . Gia tốc không đổi của xe là gì? Sử dụng phương trình từ phần cuối cùng:
một = (v2 − bạn2 ) / 2 giây
Nhớ điều đó v là vận tốc cuối cùng và bạn là vận tốc bắt đầu. Vì vậy, bạn có v = 50 m / s, bạn = 10 m / s và S = 1000 m. Chèn chúng vào phương trình để có được:
một = ((50 m / giây) 2 - (10 m / giây)2 ) / 2 × 1000 m
= (2.500 m2 / s2 - 100 m2 / s2 ) / 2000 m
= (2.400 m2 / s2 ) / 2000 m
= 1,2 m / s2
Vì vậy, chiếc xe tăng tốc ở mức 1,2 mét mỗi giây mỗi giây trong suốt hành trình của mình trên đường đua, hay nói cách khác, nó tăng tốc 1,2 mét mỗi giây mỗi giây.