Кинематика — это изучение движения без рассмотрения сил. Четыре уравнения SUVAT (названные по переменным, которые они используют) позволяют решать для любого неизвестного, когда известны три из пяти переменных: перемещение (s), начальная скорость (u), конечная скорость (v), ускорение (a) и время (t).
Четыре Уравнения SUVAT
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
Определение Переменных
- s = перемещение (м)
- u = начальная скорость (м/с)
- v = конечная скорость (м/с)
- a = ускорение (м/с²)
- t = время (с)
Пошаговый Пример: Свободное Падение
Мяч брошен из состояния покоя (u = 0) с 45-метрового здания. Сколько времени занимает падение и какова скорость удара? (g = 9,81 м/с²)
Найти время: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9,81 × t² t² = 45 / 4,905 = 9,17 t = 3,03 секунды
Найти скорость удара: v = u + at v = 0 + 9,81 × 3,03 = 29,7 м/с (около 66 миль/ч)
Пример Тормозного Пути
Автомобиль при 60 mph (26,8 м/с) тормозит с замедлением −7,5 м/с²:
v² = u² + 2as → 0 = 26,8² + 2(−7,5)s s = 26,8² / (2 × 7,5) = 718,24 / 15 = 47,9 метра (около 157 футов)
Средняя vs. Мгновенная Скорость
Средняя скорость = полное перемещение / полное время (охватывает весь путь) Мгновенная скорость = скорость в конкретный момент (то, что показывает спидометр)
Используйте наш кинематический калькулятор для решения любой переменной SUVAT.