La plupart des étudiants sont initiés à la physique sous la forme de la cinématique - la branche de la physique qui étudie seulement le mouvement des objets. Ils utilisent des équations pour calculer la vitesse, la position et l'accélération pour apprendre à appliquer les mathématiques au monde réel. Une question courante demande aux élèves de calculer la vitesse finale d'un objet sans savoir combien de temps il a accéléré. Tant que l'accélération et le déplacement de l'objet sont connus, n'importe quel étudiant peut résoudre ce problème.

Analyse des problèmes

Vérifiez que l'accélération est constante. L'accélération constante sera un nombre simple tel que 9,8 mètres par seconde par seconde (m /s ^ 2), et ne changera pas en fonction du temps ou de la vitesse.

Examinez le problème pour trouver le déplacement de l'objet et sa vitesse initiale.

Branchez l'accélération, le déplacement et la vitesse initiale dans cette équation: (Vitesse finale) ^ 2 = (Vitesse initiale) ^ 2 + 2_ (Accélération) _ (Déplacement). Résolvez le problème à l'aide d'un stylo, d'un papier et d'une calculatrice.

Exemple de problème

Supposons qu'une voiture ait une vitesse initiale de 5 mètres par seconde et qu'elle accélère à 4 mètres par seconde par seconde. distance de 10 mètres. Vous pouvez trouver sa vitesse finale et combien de temps la voiture a parcouru 10 mètres.

Identifiez l'accélération de la voiture. Ici, il est clairement indiqué que 4 m /s ^ 2. C'est une accélération constante car elle ne change pas avec le temps; l'accélération de la voiture est la même tout au long du problème.

Trouve la vitesse initiale et le déplacement. La vitesse initiale est clairement indiquée comme 5 mètres par seconde. Mais le problème n'indique que la distance parcourue et non le déplacement. Utilisez l'intuition pour affirmer que la distance parcourue et le déplacement sont les mêmes, 10 mètres.

Résous l'équation (Vitesse finale) ^ 2 = (Vitesse initiale) ^ 2 + 2_ (Accélération) _ (Déplacement). L'insertion de valeurs donne V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. Prendre la racine carrée des deux côtés (et utiliser à nouveau l'intuition pour affirmer que le résultat devrait être positif) donne V équivaut à la racine carrée de (25 + 80) = 10,25 mètres par seconde.

Résoudre le problème après la finale la vitesse est trouvée. Vous pouvez réorganiser l'équation suivante pour faire ceci: (Vitesse finale) = (Vitesse initiale) + (Accélération) * (Temps). Donc, dans ce cas, (Time) = (Vitesse finale - Vitesse initiale) /(Accélération). Le temps est alors égal à (10.25 - 5) /(4) = 1.31 secondes.

TL; DR (Trop long; N'a pas lu)

Les erreurs simples d'algèbre sont l'erreur la plus courante des élèves dans les problèmes de cinématique.