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En el mundo de la física, la velocidad (v), la posición (x), la aceleración (a) y el tiempo (t) son los cuatro ingredientes clave para resolver ecuaciones de movimiento. Puede obtener la aceleración, velocidad inicial (v0) y el tiempo transcurrido de una partícula y tiene que resolver la velocidad final (vF) Es posible una variedad de otras permutaciones aplicables a innumerables escenarios del mundo real. Estos conceptos aparecen en cuatro ecuaciones esenciales:
1. x = v0t + (1/2) en2
2. vF2 = v02 + 2ax
3. vF = v0 + en
4. x = (v0/ 2 + vF/ 2) (t)
Estas ecuaciones son útiles para calcular la velocidad (equivalente a la velocidad para los propósitos actuales) de una partícula que se mueve con aceleración constante en el momento en que golpea un objeto inflexible, como el suelo o una pared sólida. En otras palabras, puede usarlos para calcular la velocidad de impacto, o en términos de las variables anteriores, vF.
Paso 1: evalúe sus variables
Si su problema involucra un objeto que cae del reposo bajo la influencia de la gravedad, entonces v0 = 0 y a = 9.8 m / s2 y solo necesita saber el tiempo to la distancia caída x para continuar (vea el Paso 2). Si, por otro lado, puede obtener el valor de la aceleración a para un automóvil que viaja horizontalmente sobre una distancia dada x o durante un tiempo dado t, lo que requiere que resuelva un problema intermedio antes de determinar vF (Ver Paso 3).
Paso 2: un objeto que cae
Si sabe que un objeto caído desde un tejado ha estado cayendo durante 3.7 segundos, ¿qué tan rápido va?
De la ecuación 3 anterior, sabes que vF = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 m / s.
Si no se le da el tiempo, pero sabe que el objeto ha caído 80 metros (aproximadamente 260 pies, o 25 pisos), en su lugar usaría la ecuación 2:
vF2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
vF = √ 1,568 = 39,6 m / s
¡Ya terminaste!
Paso 3: un automóvil que acelera
Supongamos que sabe que un automóvil que arrancó desde un punto muerto aceleró a 5.0 m / s durante 400 metros (aproximadamente un cuarto de milla) antes de conducir a través de un gran papel preparado para una exhibición de celebración. De la ecuación 1 anterior,
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2.5) t2
160 = t2
t = 12,65 segundos
Desde aquí, puede usar la ecuación 3 para encontrar vF:
vF = 0 + (5)(12.65)
= 63.25 m / s
Propina
Siempre use primero una ecuación para la que solo haya una incógnita, que no es necesariamente una que contenga la variable de interés final.