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물리 세계에서 속도 (v), 위치 (x), 가속도 (a) 및 시간 (t)은 운동 방정식을 푸는 데있어 4 가지 핵심 요소입니다. 가속, 초기 속도 (v0) 및 입자의 경과 시간과 최종 속도 (v에프). 수많은 실제 시나리오에 적용 할 수있는 다양한 다른 순열이 가능합니다. 이 개념은 네 가지 필수 방정식으로 나타납니다.
1. x = v0t + (1/2)에서2
2. v에프2 = v02 + 2 축
3. v에프 = v0 +
4. x = (v0/ 2 + v에프/ 2) (t)
이 방정식은지면이나 단단한 벽과 같이 엉성한 물체에 부딪히는 순간 일정한 가속도로 움직이는 입자의 속도 (현재 목적의 속도와 동일)를 계산하는 데 유용합니다. 즉,이 변수를 사용하여 충격 속도를 계산하거나 위의 변수 측면에서 v를 사용할 수 있습니다.에프.
1 단계 : 변수 평가
문제가 중력의 영향으로 휴식에서 떨어지는 물체와 관련된 경우 v0 = 0 및 a = 9.8 m / s2 진행할 시간 t 또는 떨어진 거리 x 만 알면됩니다 (2 단계 참조). 반면에 주어진 거리 x 또는 주어진 시간 t 동안 수평으로 이동하는 자동차의 가속도 a 값을 얻을 수 있다면 v를 결정하기 전에 중간 문제를 해결해야합니다.에프 (3 단계 참조).
2 단계 : 떨어지는 물체
옥상에서 떨어진 물건이 3.7 초 동안 떨어 졌다는 것을 알고 있다면 얼마나 빠릅니까?
위의 방정식 3에서에프 = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 m / s.
시간이 주어지지 않았지만 물체가 80 미터 (약 260 피트 또는 25 층) 떨어진 것을 알면 대신 방정식 2를 사용합니다.
V에프2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
V에프 = √ 1,568 = 39.6m / s
끝났습니다!
3 단계 : 과속 자동차
정지 상태에서 시작된 자동차가 축하 디스플레이 용으로 설정된 대형 용지를 통해 주행하기 전에 400m (약 1/4 마일) 동안 5.0m / s로 가속되고 있다고 가정합니다. 위의 방정식 1에서
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2.5) 톤2
160 = 톤2
t = 12.65 초
여기에서 방정식 3을 사용하여 v를 구할 수 있습니다.에프:
V에프 = 0 + (5)(12.65)
= 63.25 m / s
팁
하나의 미지수 만있는 방정식을 항상 먼저 사용하십시오. 이것은 반드시 최종 관심 변수를 포함하는 것은 아닙니다.