Động học (Kinematics) là nghiên cứu chuyển động mà không xét đến lực. Bốn phương trình SUVAT (đặt tên theo các biến mà chúng sử dụng) cho phép bạn giải cho bất kỳ ẩn số nào khi biết ba trong năm biến: độ dịch chuyển (s), vận tốc ban đầu (u), vận tốc cuối (v), gia tốc (a) và thời gian (t).
Bốn Phương Trình SUVAT
v = u + at
s = ut + ½at²
v² = u² + 2as
s = ½(u + v)t
Định Nghĩa Các Biến
- s = độ dịch chuyển (m)
- u = vận tốc ban đầu (m/s)
- v = vận tốc cuối (m/s)
- a = gia tốc (m/s²)
- t = thời gian (s)
Ví Dụ Từng Bước: Rơi Tự Do
Một quả bóng được thả từ trạng thái nghỉ (u = 0) từ tòa nhà 45 m. Mất bao lâu để chạm đất và vận tốc va chạm là bao nhiêu? (g = 9,81 m/s²)
Tìm thời gian: s = ut + ½at² 45 = 0 + ½ × 9,81 × t² t² = 45 / 4,905 = 9,17 t = 3,03 giây
Tìm vận tốc va chạm: v = u + at v = 0 + 9,81 × 3,03 = 29,7 m/s (khoảng 66 mph)
Ví Dụ Khoảng Cách Phanh
Xe hơi ở 60 mph (26,8 m/s) phanh với gia tốc hãm −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 mét (khoảng 157 feet)
Vận Tốc Trung Bình so với Tức Thời
Vận tốc trung bình = tổng độ dịch chuyển / tổng thời gian (bao gồm toàn bộ hành trình) Vận tốc tức thời = vận tốc tại một thời điểm cụ thể (những gì đồng hồ tốc độ của bạn đọc)
Sử dụng máy tính động học của chúng tôi để giải cho bất kỳ biến SUVAT nào.