Kinematyka jest badaniem ruchu bez uwzględniania sił. Cztery równania SUVAT (nazwane od używanych przez nie zmiennych) pozwalają rozwiązać dla dowolnej niewiadomej, gdy znasz trzy z pięciu zmiennych: przemieszczenie (s), prędkość początkowa (u), prędkość końcowa (v), przyspieszenie (a) i czas (t).
Cztery Równania SUVAT
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
Definicja Zmiennych
- s = przemieszczenie (m)
- u = prędkość początkowa (m/s)
- v = prędkość końcowa (m/s)
- a = przyspieszenie (m/s²)
- t = czas (s)
Przykład Krok po Kroku: Swobodny Spadek
Piłka jest upuszczana z bezruchu (u = 0) z budynku o wysokości 45 m. Jak długo trwa uderzenie w ziemię i jaka jest prędkość uderzenia? (g = 9,81 m/s²)
Znajdź czas: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9,81 × t² t² = 45 / 4,905 = 9,17 t = 3,03 sekundy
Znajdź prędkość uderzenia: v = u + at v = 0 + 9,81 × 3,03 = 29,7 m/s (ok. 66 mph)
Przykład Drogi Hamowania
Samochód przy 60 mph (26,8 m/s) hamuje z opóźnieniem −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 metra (ok. 157 stóp)
Prędkość Średnia vs. Chwilowa
Prędkość średnia = całkowite przemieszczenie / całkowity czas (obejmuje całą podróż) Prędkość chwilowa = prędkość w określonym momencie (to, co pokazuje prędkościomierz)
Użyj naszego kalkulatora kinematyki do rozwiązania dowolnej zmiennej SUVAT.