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La plupart des étudiants sont d'abord initiés à la physique sous la forme de 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 afin d'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 étudiant peut résoudre ce problème.
Analyse du problème
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.
Insérez l'accélération, le déplacement et la vitesse initiale dans cette équation: (vitesse finale) ^ 2 = (vitesse initiale) ^ 2 + 2_ (accélération) _ (déplacement). Résoudre 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 qu'elle accélère à 4 mètres par seconde par seconde sur une distance de 10 mètres. Vous pouvez trouver sa vitesse finale et combien de temps la voiture a pris pour parcourir 10 mètres.
Identifier l'accélération de la voiture. Ici, il est clairement indiqué que 4 m / s ^ 2. Ceci est une accélération constante car elle ne change pas dans le temps; l'accélération des voitures est la même dans tout le problème.
Trouvez la vitesse initiale et le déplacement. La vitesse initiale est clairement indiquée à 5 mètres par seconde. Mais le problème ne dit 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.
Résoudre l'équation (vitesse finale) ^ 2 = (vitesse initiale) ^ 2 + 2_ (accélération) _ (déplacement). Le branchement des valeurs dans donne V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. En prenant la racine carrée des deux côtés (et en utilisant à nouveau l'intuition pour affirmer que le résultat devrait être positif), on obtient V = la racine carrée de (25 + 80) = 10,25 mètres par seconde.
Résoudre le temps après la découverte de la vitesse finale. Pour ce faire, vous pouvez modifier l’équation suivante: (Vélocité finale) = (Vélocité 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 seconde.