Kinematiikka on liikkeen tutkimista ottamatta huomioon voimia. Neljä SUVAT-yhtälöä (nimetty käyttämiensä muuttujien mukaan) mahdollistavat minkä tahansa tuntemattoman ratkaisemisen, kun tiedät kolme viidestä muuttujasta: siirtymä (s), alkunopeus (u), loppunopeus (v), kiihtyvyys (a) ja aika (t).
Neljä SUVAT-yhtälöä
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
Muuttujien Määrittely
- s = siirtymä (m)
- u = alkunopeus (m/s)
- v = loppunopeus (m/s)
- a = kiihtyvyys (m/s²)
- t = aika (s)
Vaiheittainen Esimerkki: Vapaa Pudotus
Pallo pudotetaan levosta (u = 0) 45 m korkeasta rakennuksesta. Kuinka kauan kestää osua maahan, ja mikä on iskemänopeus? (g = 9,81 m/s²)
Aika: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9,81 × t² t² = 45 / 4,905 = 9,17 t = 3,03 sekuntia
Iskemisnopeus: v = u + at v = 0 + 9,81 × 3,03 = 29,7 m/s (noin 66 mph)
Jarrutusmatkan Esimerkki
Auto nopeudella 60 mph (26,8 m/s) jarruttaa hidastuvuudella −7,5 m/s²:
v² = u² + 2as → 0 = 26,8² + 2(−7,5)s s = 26,8² / (2 × 7,5) = 718,24 / 15 = 47,9 metriä (noin 157 jalkaa)
Keskinopeus vs. Hetkellinen Nopeus
Keskinopeus = kokonaissiirtymä / kokonaisaika (kattaa koko matkan) Hetkellinen nopeus = nopeus tiettynä hetkenä (mittarin lukema)
Käytä kinematiikkalaskuriamme minkä tahansa SUVAT-muuttujan ratkaisemiseen.