Dans le monde de la physique, la vitesse (v), la position (x), l'accélération (a) et le temps (t) sont les quatre ingrédients clés dans la résolution des équations du mouvement. Vous pouvez obtenir l'accélération, la vitesse initiale (v _{0) et le temps écoulé d'une particule et avoir à résoudre la vitesse finale (v f). Une variété d'autres permutations applicables à d'innombrables scénarios du monde réel sont possibles. Ces concepts apparaissent dans quatre équations essentielles:}

1. x = v _{0t + (1/2) à ²}

2. v _{f ^{2 = v 0 2 + 2ax}}

3. v _{f = v 0 + à}

4. x = (v _{0/2 + v f /2) (t)}

Ces équations sont utiles pour calculer la vitesse (équivalente à la vitesse actuelle) d'une particule se déplaçant avec une constante accélération au moment où il frappe un objet inflexible, comme le sol ou un mur solide. En d'autres termes, vous pouvez les utiliser pour calculer la vitesse d'impact, ou en termes de variables ci-dessus, v _f.

Étape 1: Évaluer vos variables

Si votre problème implique un objet tombant du repos sous l'influence de la gravité, alors v _{0 = 0 et a = 9.8 m /s ^{2 et il suffit de connaître le temps t ou la distance tombée x pour continuer (voir étape 2). Si, d'autre part, vous pouvez obtenir la valeur de l'accélération a pour une voiture voyageant horizontalement sur une distance x donnée ou pour un temps t donné, vous obligeant à résoudre un problème intermédiaire avant de déterminer v f (voir Step 3).}}

Étape 2: Un objet qui tombe

Si vous savez qu'un objet tombé d'un toit tombe depuis 3,7 secondes, à quelle vitesse va-t-il?

équation 3 ci-dessus, vous savez que v _{f = 0 + (9.8) (3.7) = 36.26 m /s.}

Si vous n'avez pas le temps mais sachez que l'objet est tombé à 80 mètres ( environ 260 pieds, ou 25 étages), vous utiliseriez plutôt l'équation 2:

v _{f ^{2 = 0 + 2 (9.8) (80) = 1 568}}

v _{f = √ 1,568 = 39,6 m /s}

Vous avez terminé!

Étape 3: Une voiture qui accélère

Dites que vous savez qu'une voiture qui a démarré un arrêt a été accéléré à 5,0 m /s sur 400 mètres (environ un quart de mille) avant de passer à travers un grand morceau de papier mis en place pour un affichage festif. De l'équation 1 ci-dessus,

400 = 0 + (1/2) (5) t ²

400 = (2,5) t ²

160 = t ²

t = 12,65 secondes

De là, vous pouvez utiliser l'équation 3 pour trouver v _f:

v _{f = 0 + (5) (12.65)}

= 63.25 m /s

Astuce

Toujours utiliser une équation d'abord pour laquelle il n'y a qu'une seule inconnue, ce qui n'est pas nécessairement celui qui contient la variable d'intérêt ultime.