NộI Dung
Hầu hết các sinh viên lần đầu tiên được giới thiệu về vật lý dưới dạng động học - nhánh của vật lý chỉ nghiên cứu chuyển động của các vật thể. Họ sử dụng các phương trình để tính toán vận tốc, vị trí và gia tốc để học cách áp dụng toán học vào thế giới thực. Một câu hỏi phổ biến yêu cầu học sinh tính vận tốc cuối cùng của một vật mà không biết nó tăng tốc bao lâu. Miễn là gia tốc và chuyển vị của vật thể được biết đến, bất kỳ học sinh nào cũng có thể giải quyết vấn đề này.
Phân tích vấn đề
Xác nhận rằng gia tốc là không đổi. Gia tốc không đổi sẽ là một số đơn giản như 9,8 mét mỗi giây mỗi giây (m / s ^ 2) và sẽ không thay đổi tùy thuộc vào thời gian hoặc vận tốc.
Kiểm tra vấn đề để tìm sự dịch chuyển của vật thể và vận tốc ban đầu của nó.
Cắm gia tốc, chuyển vị và vận tốc ban đầu vào phương trình này: (Vận tốc cuối cùng) ^ 2 = (Vận tốc ban đầu) ^ 2 + 2_ (Gia tốc) _ (Dịch chuyển). Giải quyết vấn đề bằng bút, giấy và máy tính.
Bài toán mẫu
Giả sử rằng một chiếc xe có vận tốc ban đầu là 5 mét mỗi giây và nó tăng tốc với tốc độ 4 mét mỗi giây trên giây trong khoảng cách 10 mét. Bạn có thể tìm thấy vận tốc cuối cùng của nó và chiếc xe mất bao lâu để đi được 10 mét.
Xác định gia tốc của xe. Ở đây, nó được nêu rõ là 4 m / s ^ 2. Đây là gia tốc liên tục vì nó không thay đổi theo thời gian; các xe tăng tốc là như nhau trong suốt vấn đề.
Tìm vận tốc ban đầu và chuyển vị. Vận tốc ban đầu được nêu rõ là 5 mét mỗi giây. Nhưng vấn đề chỉ nêu khoảng cách di chuyển và không phải là sự dịch chuyển. Sử dụng trực giác để khẳng định rằng khoảng cách di chuyển và chuyển vị là như nhau, 10 mét.
Giải phương trình (Vận tốc cuối) ^ 2 = (Vận tốc ban đầu) ^ 2 + 2_ (Gia tốc) _ (Chuyển vị). Cắm các giá trị vào cho V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. Lấy căn bậc hai của cả hai bên (và sử dụng trực giác một lần nữa để khẳng định rằng kết quả phải dương) cho V bằng căn bậc hai của (25 + 80) = 10,25 mét mỗi giây.
Giải quyết thời gian sau khi vận tốc cuối cùng được tìm thấy. Bạn có thể sắp xếp lại phương trình sau để thực hiện việc này: (Vận tốc cuối cùng) = (Vận tốc ban đầu) + (Gia tốc) * (Thời gian). Vì vậy, trong trường hợp này, (Thời gian) = (Vận tốc cuối cùng - Vận tốc ban đầu) / (Gia tốc). Thời gian sau đó bằng (10,25 - 5) / (4) = 1,31 giây.