La cinematica è lo studio del moto senza considerare le forze. Le quattro equazioni SUVAT (chiamate così in base alle variabili che usano) permettono di risolvere per qualsiasi incognita quando si conoscono tre delle cinque variabili: spostamento (s), velocità iniziale (u), velocità finale (v), accelerazione (a) e tempo (t).
Le Quattro Equazioni SUVAT
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
Definizione delle Variabili
- s = spostamento (m)
- u = velocità iniziale (m/s)
- v = velocità finale (m/s)
- a = accelerazione (m/s²)
- t = tempo (s)
Esempio Passo per Passo: Caduta Libera
Una palla viene lasciata cadere da fermo (u = 0) da un edificio di 45 m. Quanto tempo impiega a raggiungere il suolo e qual è la velocità d'impatto? (g = 9,81 m/s²)
Trovare il tempo: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9,81 × t² t² = 45 / 4,905 = 9,17 t = 3,03 secondi
Trovare la velocità d'impatto: v = u + at v = 0 + 9,81 × 3,03 = 29,7 m/s (circa 66 mph)
Esempio Distanza di Frenata
Auto a 60 mph (26,8 m/s) frena con decelerazione di −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 metri (circa 157 piedi)
Velocità Media vs. Istantanea
Velocità media = spostamento totale / tempo totale (copre l'intero percorso) Velocità istantanea = velocità in un momento specifico (cosa mostra il tachimetro)
Usa il nostro calcolatore di cinematica per risolvere qualsiasi variabile SUVAT.