المحتوى
يتم تقديم معظم الطلاب لأول مرة إلى الفيزياء في شكل الحركية - فرع الفيزياء الذي يدرس حركة الأشياء فقط. يستخدمون المعادلات لحساب السرعة والموقف والتسارع لمعرفة كيفية تطبيق الرياضيات على العالم الحقيقي. يسأل سؤال شائع الطلاب لحساب السرعة النهائية لكائن دون معرفة كم من الوقت تسارع. طالما أن تسارع الكائن وإزاحته معروفان ، يمكن لأي طالب حل هذه المشكلة.
تحليل المشكلة
تحقق من أن التسارع ثابت. سيكون التسارع الثابت عبارة عن رقم بسيط مثل 9.8 متر في الثانية في الثانية (m / s ^ 2) ، ولن يتغير وفقًا للوقت أو السرعة.
فحص المشكلة لإيجاد إزاحة الكائن وسرعته الأولية.
قم بتوصيل التسارع والإزاحة والسرعة الأولية في هذه المعادلة: (السرعة النهائية) ^ 2 = (السرعة الأولية) ^ 2 + 2_ (تسريع) _ (الإزاحة). حل المشكلة باستخدام القلم والورق والآلة الحاسبة.
مشكلة عينة
افترض أن السيارة لديها سرعة مبدئية تبلغ 5 أمتار في الثانية ، وأنها تتسارع بسرعة 4 أمتار في الثانية في الثانية على مسافة 10 أمتار. يمكنك العثور على السرعة النهائية والفترة التي استغرقتها السيارة في السفر لمسافة 10 أمتار.
تحديد تسارع السيارة. هنا ، ذكر بوضوح ك 4 م / ث ^ 2. هذا تسارع مستمر لأنه لا يتغير مع مرور الوقت ؛ تسارع السيارات هو نفسه طوال المشكلة.
العثور على السرعة الأولية والتشريد. تم تحديد السرعة الأولية بشكل واضح على أنها 5 أمتار في الثانية. لكن المشكلة تنص فقط على المسافة المقطوعة وليس النزوح. استخدم الحدس لتأكيد أن المسافة المقطوعة والتشريد هي نفسها ، 10 أمتار.
حل المعادلة (السرعة النهائية) ^ 2 = (السرعة الأولية) ^ 2 + 2_ (تسريع) _ (الإزاحة). توصيل القيم يعطي V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. أخذ الجذر التربيعي لكلا الجانبين (واستخدام الحدس مرة أخرى للتأكيد على أن النتيجة يجب أن تكون إيجابية) يعطي V يساوي الجذر التربيعي لـ (25 + 80) = 10.25 متر في الثانية.
حل للوقت بعد العثور على السرعة النهائية. يمكنك إعادة ترتيب المعادلة التالية للقيام بذلك: (السرعة النهائية) = (السرعة الأولية) + (التسارع) * (الوقت). لذلك في هذه الحالة ، (الوقت) = (السرعة النهائية - السرعة الأولية) / (التسارع). الوقت يساوي (10.25 - 5) / (4) = 1.31 ثانية.