علم الحركة (الكينماتيك) هو دراسة الحركة دون مراعاة القوى. معادلات SUVAT الأربع (المسماة بعد المتغيرات التي تستخدمها) تتيح لك حل أي مجهول عندما تعرف ثلاثة من المتغيرات الخمسة: الإزاحة (s)، السرعة الابتدائية (u)، السرعة النهائية (v)، التسارع (a)، والزمن (t).
معادلات SUVAT الأربع
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
تعريف المتغيرات
- s = الإزاحة (م)
- u = السرعة الابتدائية (م/ث)
- v = السرعة النهائية (م/ث)
- a = التسارع (م/ث²)
- t = الزمن (ث)
مثال خطوة بخطوة: السقوط الحر
كرة تُسقط من حالة سكون (u = 0) من مبنى ارتفاعه 45 م. كم من الوقت يستغرق لتصل إلى الأرض، وما هي سرعة الاصطدام؟ (g = 9.81 م/ث²)
إيجاد الزمن: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9.81 × t² t² = 45 / 4.905 = 9.17 t = 3.03 ثوانٍ
إيجاد سرعة الاصطدام: v = u + at v = 0 + 9.81 × 3.03 = 29.7 م/ث (حوالي 66 ميل/ساعة)
مثال مسافة الكبح
سيارة تسير بسرعة 60 ميلاً في الساعة (26.8 م/ث) تكبح بتباطؤ −7.5 م/ث²:
v² = u² + 2as → 0 = 26.8² + 2(−7.5)s s = 26.8² / (2 × 7.5) = 718.24 / 15 = 47.9 متراً (حوالي 157 قدماً)
السرعة المتوسطة مقابل السرعة اللحظية
السرعة المتوسطة = إجمالي الإزاحة / إجمالي الزمن (تغطي الرحلة بأكملها) السرعة اللحظية = السرعة في لحظة معينة (ما يعرضه عداد السرعة)
استخدم حاسبة الكينماتيك لدينا لحل أي متغير SUVAT.