Кінематика — це вивчення руху без урахування сил. Чотири рівняння SUVAT (названі на честь змінних, які вони використовують) дозволяють вирішити для будь-якої невідомої, коли відомі три з п'яти змінних: переміщення (s), початкова швидкість (u), кінцева швидкість (v), прискорення (a) і час (t).
Чотири Рівняння SUVAT
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
Визначення Змінних
- s = переміщення (м)
- u = початкова швидкість (м/с)
- v = кінцева швидкість (м/с)
- a = прискорення (м/с²)
- t = час (с)
Покроковий Приклад: Вільне Падіння
М'яч кидають із спокою (u = 0) з 45-метрової будівлі. Скільки часу потрібно до падіння і яка швидкість удару? (g = 9,81 м/с²)
Знайти час: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9,81 × t² t² = 45 / 4,905 = 9,17 t = 3,03 секунди
Знайти швидкість удару: v = u + at v = 0 + 9,81 × 3,03 = 29,7 м/с (близько 66 миль/год)
Приклад Гальмівного Шляху
Автомобіль при 60 mph (26,8 м/с) гальмує з уповільненням −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 (близько 157 футів)
Середня vs. Миттєва Швидкість
Середня швидкість = повне переміщення / повний час (охоплює весь шлях) Миттєва швидкість = швидкість у конкретний момент (те, що показує спідометр)
Використовуйте наш кінематичний калькулятор для вирішення будь-якої змінної SUVAT.