Comment puis-je trouver la vitesse lorsque le temps est inconnu?

La plupart des élèves sont d'abord initiés à la physique sous la forme de la cinématique - la branche de la physique qui étudie uniquement 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, tout élève 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 \u003d (vitesse initiale) ^ 2 + 2_ (accélération) _ (déplacement). Résolvez le problème en utilisant un stylo, du papier et une calculatrice.

Exemple de problème

Supposons qu'une voiture ait une vitesse initiale de 5 mètres par seconde et accélère à 4 mètres par seconde par seconde sur une distance de 10 mètres. Vous pouvez trouver sa vitesse finale et le temps que la voiture a mis pour parcourir 10 mètres.

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

Trouvez la vitesse et le déplacement initiaux. La vitesse initiale est clairement indiquée à 5 mètres par seconde. Mais le problème ne mentionne que la distance parcourue et non le déplacement. Utilisez l'intuition pour affirmer que la distance parcourue et le déplacement sont identiques, 10 mètres.

Résolvez l'équation (vitesse finale) ^ 2 \u003d (vitesse initiale) ^ 2 + 2_ (accélération) _ (déplacement). Le branchement des valeurs donne V ^ 2 \u003d 5 ^ 2 + 2_4_10. Prendre la racine carrée des deux côtés (et utiliser à nouveau l'intuition pour affirmer que le résultat doit être positif) donne V égal à la racine carrée de (25 + 80) \u003d 10,25 mètres par seconde.

Résoudre pour le temps après la finale la vitesse est trouvée. Pour ce faire, vous pouvez réorganiser l'équation suivante: (Vitesse finale) \u003d (Vitesse initiale) + (Accélération) * (Temps). Donc dans ce cas, (Time) \u003d (Final Velocity - Initial Velocity) /(Acceleration). Le temps est alors égal à (10,25 - 5) /(4) \u003d 1,31 seconde.

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