Berechnung der Aufprallgeschwindigkeit

Inhalt

• Schritt 1: Bewerten Sie Ihre Variablen
• Schritt 2: Ein fallender Gegenstand
• Schritt 3: Ein rasendes Auto
• Spitze

In der Welt der Physik sind Geschwindigkeit (v), Position (x), Beschleunigung (a) und Zeit (t) die vier Hauptbestandteile beim Lösen von Bewegungsgleichungen. Sie können die Beschleunigung, Anfangsgeschwindigkeit (v₀) und verstrichene Zeit eines Teilchens und müssen nach der Endgeschwindigkeit (v_f). Eine Vielzahl anderer Permutationen für unzählige reale Szenarien sind möglich. Diese Konzepte erscheinen in vier wesentlichen Gleichungen:

1. x = v₀t + (1/2) um²

2. v_f² = v₀² + 2ax

3. v_f = v₀ + um

4. x = (v₀/ 2 + v_f/ 2) (t)

Diese Gleichungen sind nützlich bei der Berechnung der Geschwindigkeit (für die gegenwärtigen Zwecke äquivalent zu der Geschwindigkeit) eines Teilchens, das sich mit konstanter Beschleunigung in dem Moment bewegt, in dem es auf ein unnachgiebiges Objekt wie den Boden oder eine feste Wand auftrifft. Mit anderen Worten, Sie können sie zum Berechnen der Aufprallgeschwindigkeit oder in Bezug auf die obigen Variablen verwenden, v_f.

Schritt 1: Bewerten Sie Ihre Variablen

Wenn es sich bei Ihrem Problem um einen Gegenstand handelt, der unter dem Einfluss der Schwerkraft aus der Ruhe fällt, dann v₀ = 0 und a = 9,8 m / s² und Sie müssen nur die Zeit t oder die zurückgelegte Strecke x kennen, um fortzufahren (siehe Schritt 2). Wenn Sie andererseits den Wert der Beschleunigung a für ein Auto erhalten, das horizontal über eine gegebene Strecke x oder für eine gegebene Zeit t fährt, müssen Sie ein Zwischenproblem lösen, bevor Sie v bestimmen_f (siehe Schritt 3).

Schritt 2: Ein fallender Gegenstand

Wenn Sie wissen, dass ein vom Dach gefallenes Objekt seit 3,7 Sekunden herunterfällt, wie schnell ist es dann?

Aus der obigen Gleichung 3 wissen Sie, dass v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m / s.

Wenn Sie keine Zeit haben, aber wissen, dass das Objekt um 80 Meter gefallen ist, verwenden Sie stattdessen Gleichung 2:

v_f² = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568

v_f = √ 1.568 = 39,6 m / s

Sie sind fertig!

Schritt 3: Ein rasendes Auto

Angenommen, Sie wissen, dass ein Auto, das aus dem Stand gestartet ist, 400 Meter lang mit einer Geschwindigkeit von 5,0 m / s beschleunigt hat, bevor es durch ein großes Stück Papier gefahren ist, das für eine feierliche Veranstaltung eingerichtet wurde. Aus Gleichung 1 oben

400 = 0 + (1/2) (5) t²

400 = (2,5) t²

160 = t²

t = 12,65 Sekunden

Von hier aus können Sie Gleichung 3 verwenden, um v zu finden_f:

v_f = 0 + (5)(12.65)

= 63,25 m / s

Spitze

Verwenden Sie immer zuerst eine Gleichung, für die es nur eine unbekannte gibt, die nicht unbedingt die Variable von höchstem Interesse enthält.