Как найти начальную скорость тела без ускорения - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Загрузить PDF

Скорость является функцией времени и определяется как абсолютной величиной, так и направлением.^[1] Часто в задачах по физике требуется найти начальную скорость (ее величину и направление), которой изучаемый объект обладал в нулевой момент времени. Для вычисления начальной скорости можно использовать различные уравнения. Основываясь на данных, приведенных в условии задачи, вы можете выбрать наиболее подходящую формулу, которая позволит легко получить искомый ответ.

1
Используйте подходящее уравнение. При решении физической задачи необходимо знать, какая формула вам понадобится. Для этого первым делом следует записать все данные, приведенные в условии задачи. Если известны конечная скорость, ускорение и время, для определения начальной скорости удобно использовать следующее соотношение:
- V_i = V_f — (a * t)
- В эту формулу входят следующие величины:
  - V_i — начальная скорость
  - V_f — конечная скорость
  - a — ускорение
  - t — время
- Обратите внимание, что это стандартная формула, используемая для вычисления начальной скорости.
2
Подставьте в формулу известные величины. Выписав все исходные данные и записав необходимое уравнение, можно подставить в него известные величины. Важно внимательно изучить условие задачи и аккуратно записывать каждый шаг при ее решении.
- Если вы где-либо допустили ошибку, то легко сможете найти ее, просмотрев свои записи.
3
Решите уравнение. Подставив в формулу известные значения, воспользуйтесь стандартными преобразованиями для получения искомого результата. Если можно, используйте калькулятор, чтобы снизить вероятность просчетов при вычислениях.
- Предположим, что объект, двигаясь на восток с ускорением 10 метров в секунду в квадрате в течение 12 секунд, разогнался до конечной скорости 200 метров в секунду. Необходимо найти начальную скорость объекта.
  - Запишем исходные данные:
  - V_i = ?, V_f = 200 м/с, a = 10 м/с², t = 12 с
- Умножим ускорение на время: a * t = 10 * 12 =120
- Вычтем полученное значение из конечной скорости: V_i = V_f – (a * t) = 200 – 120 = 80 V_i = 80 м/с на восток
- Запишите ответ в правильном виде. Необходимо указать единицы измерения, в нашем случае метры в секунду, или м/с, а также направление движения объекта. Если вы не укажете направление, ответ будет неполным, содержа лишь величину скорости без информации о том, в каком направлении движется объект.
Реклама

1
Используйте подходящую формулу. При решении какой-либо физической задачи необходимо выбрать соответствующее уравнение. Для этого первым делом следует записать все данные, приведенные в условии задачи. Если известны пройденное расстояние, время и ускорение, для определения начальной скорости можно использовать следующее соотношение:
- V_i = (d / t) — [(a * t) / 2]
- В эту формулу входят следующие величины:
  - V_i — начальная скорость
  - d — пройденное расстояние
  - a — ускорение
  - t — время
2
Подставьте в формулу известные величины. После того, как вы выписали все исходные данные и записали необходимое уравнение, можно подставить в него известные величины. Важно внимательно изучить условие задачи и аккуратно записывать каждый шаг при ее решении.
- Допустив ошибку в решении, вы сможете без труда найти ее, просмотрев свои записи.
3
Решите уравнение. Подставив в формулу известные значения, воспользуйтесь стандартными преобразованиями для нахождения ответа. Если возможно, используйте калькулятор, чтобы уменьшить вероятность просчетов при вычислениях.
- Допустим, объект движется в западном направлении с ускорением 7 метров в секунду в квадрате в течение 30 секунд, пройдя при этом 150 метров. Необходимо вычислить его начальную скорость.
  - Запишем исходные данные:
  - V_i = ?, d = 150 м, a = 7 м/с², t = 30 с
- Умножим ускорение на время: a * t = 7 * 30 = 210
- Поделим произведение на два: (a * t) / 2 = 210 / 2 = 105
- Поделим расстояние на время: d / t = 150 / 30 = 5
- Вычтем первую величину из второй: V_i = (d / t) — [(a * t) / 2] = 5 – 105 = -100 V_i = -100 м/с в западном направлении
- Запишите ответ в правильном виде. Необходимо указать единицы измерения, в нашем случае метры в секунду, или м/с, а также направление движения объекта. Если вы не укажете направление, ответ будет неполным, содержа лишь величину скорости без информации о том, в каком направлении движется объект.
Реклама

1
Используйте подходящее уравнение. Для решения физической задачи необходимо выбрать соответствующую формулу. Первым делом следует записать все начальные данные, указанные в условии задачи. Если известны конечная скорость, ускорение и пройденное расстояние, для определения начальной скорости удобно использовать следующее соотношение:
- V_i = √ [V_f² — (2 * a * d)]
- Эта формула содержит следующие величины:
  - V_i — начальная скорость
  - V_f — конечная скорость
  - a — ускорение
  - d — пройденное расстояние
2
Подставьте в формулу известные величины. После того, как вы выписали все исходные данные и записали необходимое уравнение, можно подставить в него известные величины. Важно внимательно изучить условие задачи и аккуратно записывать каждый шаг при ее решении.
- Допустив где-либо ошибку, вы сможете без труда найти ее, просмотрев ход решения.
3
Решите уравнение. Подставив в формулу известные значения, воспользуйтесь необходимыми преобразованиями для получения ответа. По возможности используйте калькулятор, чтобы уменьшить вероятность просчетов при вычислениях.
- Предположим, объект движется в северном направлении с ускорением 5 метров в секунду в квадрате и, преодолев 10 метров, имеет конечную скорость 12 метров в секунду. Необходимо найти его начальную скорость.
  - Запишем исходные данные:
  - V_i = ?, V_f = 12 м/с, a = 5 м/с², d = 10 м
- Возведем в квадрат конечную скорость: V_f²= 12² = 144
- Умножим ускорение на пройденное расстояние и на 2: 2 * a * d = 2 * 5 * 10 = 100
- Вычтем результат умножения из квадрата конечной скорости: V_f² — (2 * a * d) = 144 – 100 = 44
- Извлечем квадратный корень из полученного значения: = √ [V_f² — (2 * a * d)] = √44 = 6,633 V_i = 6,633 м/с в северном направлении
- Запишите ответ в правильном виде. Необходимо указать единицы измерения, то есть метры в секунду, или м/с, а также направление движения объекта. Если вы не укажете направление, ответ будет неполным, содержа лишь величину скорости без информации о том, в каком направлении движется объект.
Реклама

1
Выберите подходящую формулу. При решении физической задачи необходимо использовать соответствующее уравнение. Прежде всего следует записать все данные, приведенные в условии задачи. Если известны конечная скорость, время и пройденное расстояние, для определения начальной скорости можно использовать следующее соотношение:
- V_i = V_f + 2 (t — d)
- В данную формулу входят следующие величины:
  - V_i — начальная скорость
  - V_f — конечная скорость
  - t — время
  - d — пройденное расстояние
2
Подставьте в формулу известные значения. После того, как вы выписали все исходные данные и записали необходимое уравнение, можно подставить в него известные величины. Внимательно изучите условие задачи и аккуратно записывайте каждый шаг при ее решении.
- Допустив ошибку, вы сможете без труда найти ее, просмотрев решение.
3
Решите уравнение. Подставив в формулу известные значения, воспользуйтесь необходимыми преобразованиями для получения ответа. Если можно, используйте калькулятор, чтобы уменьшить вероятность просчетов при вычислениях.
- Допустим, объект преодолел расстояние 15 метров (49,2 фута) в течение 45 секунд, и его конечная скорость составляет 17 метров (55,8 фута) в секунду. Найдем начальную скорость объекта.
  - Запишем исходные данные:
  - V_i = ?, V_f = 17 м/с, t = 45 с, d = 15 м
- Вычтем расстояние из времени: (t – d) = (45 – 15) = 30
- Умножим полученное значение на 2: 2 ( t – d) = 2 (45 – 15) = 60
- Прибавим к этой величине конечную скорость: V_f + 2 (t – d) = 17 + 60 = 77 V_i = 77 м/с в южном направлении
- Запишите ответ в правильном виде. Необходимо указать единицы измерения, то есть метры в секунду, или м/с, а также направление движения объекта. Если вы не укажете направление, ответ будет неполным, содержа лишь величину скорости без информации о том, в каком направлении движется объект.
Реклама

Что вам понадобится

Карандаш
Бумага
Калькулятор (необязательно)

Об этой статье

Эту страницу просматривали 149 915 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Download Article

Velocity is a function of time and defined by both a magnitude and a direction. ^[1] Often in physics problems, you will need to calculate the initial velocity (speed and direction) at which an object in question began to travel. There are multiple equations that can be used to determine initial velocity. Using the information given in a problem, you can determine the proper equation to use and easily answer your question.

1
Know the right equation to use. In order to solve any physics problem you must know which equation to use. Writing down all of the known information is the first step to finding the right equation. If you have values for the final velocity, acceleration, and time involved, you can use the following equation:^[3]
- Initial velocity: V_i = V_f — (a * t)
- Understand what each symbol stands for.
  - V_i stands for “initial velocity”
  - V_f stands for “final velocity”
  - a stands for “acceleration”
  - t stands for “time”
- Note that this equation is the standard equation used when finding initial velocity.
2
Fill in the known information. Once you have written the known information and determined the proper equation, you can fill in values for the appropriate variables. Carefully setting up each problem and writing out every step of the process is important.
- If you make a mistake, you can easily find it by looking back at all of your previous steps.
Advertisement
3
Solve the equation. With all of the numbers in place, use the proper order of operations to finish the problem. If you’re allowed, use a calculator to limit the number of simple math mistakes.^[4]
- For example: An object accelerating east at 10 meters (32.8 ft) per second squared traveled for 12 seconds reaching a final velocity of 200 meters (656.2 ft) per second. Find the initial velocity of that object.
  - Write the known information:
  - V_i = ?, V_f = 200 m/s, a = 10 m/s², t = 12 s
- Multiply the acceleration and time. a * t = 10 * 12 =120
- Subtract the product from the final velocity. V_i = V_f – (a * t) = 200 – 120 = 80 V_i = 80 m/s east
- Write your answer correctly. Include a unit of measurement, usually meters per second or m/s, as well as a direction the object was traveling in. Without providing information about the direction, you only have a measurement of speed rather than velocity.

1
Know the right equation to use. In order to solve any physics problem you must know which equation to use. Writing down all of the known information is the first step to finding the right equation.^[5] If you know values for the distance, time, and acceleration, you can use the following equation:
- Initial velocity: V_i = (d / t) — [(a * t) / 2]
- Understand what each symbol stands for.
  - V_i stands for “initial velocity”
  - d stands for “distance”
  - a stands for “acceleration”
  - t stands for “time”
2
Fill in the known information. Once you have written the known information and determined the proper equation, you can fill in values for the appropriate variables. Carefully setting up each problem and writing out every step of the process is important.
- If you make a mistake, you can easily find it by looking back at all of your previous steps.
3
Solve the equation. With all of the numbers in place, use the proper order of operations to finish the problem. If you’re allowed, use a calculator to limit the number of simple math mistakes.
- For example: An object accelerating west at 7 meters (23.0 ft) per second squared traveled a distance of 150 meters (492.1 ft) within 30 seconds. Calculate the initial velocity of that object.
  - Write the known information:
  - V_i = ?, d = 150 m, a = 7 m/s², t = 30 s
- Multiply the acceleration and time. a * t = 7 * 30 = 210
- Divide the product by two. (a * t) / 2 = 210 / 2 = 105
- Divide the distance by the time. d / t = 150 / 30 = 5
- Subtract your first quotient from the second quotient. V_i = (d / t) — [(a * t) / 2] = 5 – 105 = -100 V_i = -100 m/s west
- Write your answer correctly. Include a unit of measurement, usually meters per second or m/s, as well as a direction the object was traveling in. Without providing information about the direction, you only have a measurement of speed rather than velocity.

1
Know the right equation to use. In order to solve any physics problem you must know which equation to use. Writing down all of the known information is the first step to finding the right equation. If you are given the final velocity, acceleration, and distance, you can use the following equation:^[7]
- Initial velocity: V_i = √ [V_f² — (2 * a * d)]
- Understand what each symbol stands for.
  - V_i stands for “initial velocity”
  - V_f stands for “final velocity”
  - a stands for “acceleration”
  - d stands for “distance”
2
Fill in the known information. Once you have written the known information and determined the proper equation, you can fill in values for the appropriate variables. Carefully setting up each problem and writing out every step of the process is important.
- If you make a mistake, you can easily find it by looking back at all of your previous steps.
3
Solve the equation. With all of the numbers in place, use the proper order of operations to finish the problem. If you’re allowed, use a calculator to limit the number of simple math mistakes.
- For example: An object accelerating north at 5 meters (16.4 ft) per second squared traveled 10 meters (32.8 ft), ending up at a final velocity of 12 meters (39.4 ft) per second. Calculate the object’s initial velocity.
  - Write the known information:
  - V_i = ?, V_f = 12 m/s, a = 5 m/s², d = 10 m
- Square the final velocity. V_f²= 12² = 144
- Multiply the acceleration by the distance and the number two. 2 * a * d = 2 * 5 * 10 = 100
- Subtract this product from your previous one. V_f² — (2 * a * d) = 144 – 100 = 44
- Take the square root of your answer. = √ [V_f² — (2 * a * d)] = √44 = 6.633 V_i = 6.633 m/s north
- Write your answer correctly. Include a unit of measurement, usually meters per second or m/s, as well as a direction the object was traveling in. Without providing information about the direction, you only have a measurement of speed rather than velocity.

1
Know the right equation to use. In order to solve any physics problem you must know which equation to use. Writing down all of the known information is the first step to finding the right equation. If you are given the final velocity, time, and distance, you can use the following equation:^[9]
- Initial velocity: V_i = 2(d/t) — V_f
- Understand what each symbol stands for.
  - V_i stands for “initial velocity”
  - V_f stands for “final velocity”
  - t stands for “time”
  - d stands for “distance”
2
Fill in the known information. Once you have written the known information and determined the proper equation, you can fill in values for the appropriate variables. Carefully setting up each problem and writing out every step of the process is important.
- If you make a mistake, you can easily find it by looking back at all of your previous steps.
3
Solve the equation. With all of the numbers in place, use the proper order of operations to finish the problem. If you’re allowed, use a calculator to limit the number of simple math mistakes.
- For example: An object with a final velocity of 3 meters (9.8 ft) traveled south for 15 seconds and covered a distance of 45 meters (147.6 ft). Calculate the object’s initial velocity.
  - Write the known information:
  - V_i = ?, V_f = 3 m/s, t = 15 s, d = 45 m
- Divide distance by time. (d/t) = (45/15) = 3
- Multiply that value by 2. 2 (d/t) = 2 (45/15) = 6
- Subtract final velocity from the product. 2(d/t) — V_f = 6 — 3 = 3 V_i = 3 m/s south
- Write your answer correctly. Include a unit of measurement, usually meters per second or m/s, as well as a direction the object was traveling in. Without providing information about the direction, you only have a measurement of speed rather than velocity.

Add New Question

Question

What are the difficulties some people have in understanding acceleration?

Sean Alexander is an Academic Tutor specializing in teaching mathematics and physics. Sean is the Owner of Alexander Tutoring, an academic tutoring business that provides personalized studying sessions focused on mathematics and physics. With over 15 years of experience, Sean has worked as a physics and math instructor and tutor for Stanford University, San Francisco State University, and Stanbridge Academy. He holds a BS in Physics from the University of California, Santa Barbara and an MS in Theoretical Physics from San Francisco State University.

Academic Tutor

Expert Answer

One of the difficulties people face is the unit for acceleration, which is meters per second squared. To understand this with a real-world example, think about a rock being dropped off a cliff. Acceleration due to Earth’s gravity is 9.8 meters per second squared, so we can round up to 10 for this example. Neglecting friction, when you first let go of the rock, its velocity is zero. After one second of falling, the speed of the stone will be 10 meters a second. After two seconds of falling, the speed of the stone will be 20 meters a second. After three seconds of falling, the speed of this will be 30 meters per second. It gains 10 meters a second of speed for each second that it is falling.
Question

A bullet of 60 gm is fired using a rifle of mass 12kg. Rifle recoils with a velocity of 2.5m/s. What is the initial velocity?

Kinetic energy -> Kinetic energy
0.5mv^2 -> 0.5mv^2
0.5 x 12 x 2,5^2 = 0.5 x 0.06 x v^2
6 x 6.25 = 0.03 x v^2
37.5 = 0.03 x v^2
sqrt(37.5/0.03) = v
sqrt(1250) = v
v = 35.3 m/s
Question

If displacement and time are related as s = 3.5t + 5t2, what is the initial velocity?

Initial velocity is 3.5. The equation is s = ut + 1/2at^2, where s — distance, u — inititial velocity, and a — acceleration.

See more answers

Ask a Question

200 characters left

Include your email address to get a message when this question is answered.

Submit

Things You’ll Need

Pencil
Paper
Calculator (optional)

About This Article

Article SummaryX

To find initial velocity, start by multiplying the acceleration by the time. Then, divide that number by 2 and write down the quotient you get. Next, divide the distance by the time and write down that quotient as well. Finally, subtract your first quotient from your second quotient to find the initial velocity. To learn how to find initial velocity using the final velocity, keep reading!

Did this summary help you?

Thanks to all authors for creating a page that has been read 836,493 times.

Did this article help you?

Источник

Как найти начальную скорость — формула?

Aleksandr LXXV
[179K]

9 лет назад

Какова формула вычисления начальной скорости?

Проповедник
[97.2K]

производная от пути
— 9 лет назад

Михаил Белодедов
[26.2K]

Скорость — это производная от пути… Значит, начальная скорость — производная от начального пути? Или начальная производная от пути?..
— 9 лет назад

il63
[149K]

В общем виде ответить невозможно, так как не известно, как двигалось тело до этого. Может быть, оно покоилось, может быть — двигалось равноускоренно или равнозамедленно. А может быть, двигалось с переменным ускорением и не прямолинейно. И т.д. и т.п.
— 9 лет назад

Проповедник
[97.2K]

9 лет назад

В общем случае скорость равна производной по времени от пути. Причем путь может зависеть от скорости, ускорения, увеличения ускорения и прочих увеличений увеличения. Если речь идет о начальной скорости, то скорость будет численно равна производной по времени t от пути при t=0. При этом не важно, как двигалось тело до этого. Главное- это чтобы уравнение для пути было дано и производная правильно была вычислена.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим

комментировать

в избранное

ссылка

отблагодарить

Galina7v7
[120K]

7 лет назад

Начальная скорость определяется при всех прочих параметрах движения.Пусть в какую-то секунду t=5с скорость движения стала 36 кмч ,при ускорении

а=1 мс^2,определить начальную скорость на промежутке времени при t=0,и при условии равноускоренного движения.Ускорение a=(Vt-V0)t,V0=Vt-at.

Vt=36 кмч=10мс.

V0=10-1*5=5 мс,то есть движение раноускоренное.

комментировать

в избранное

ссылка

отблагодарить

Предатор
[120]

9 лет назад

От конечной скорости отнимаешь ускорение, умноженное на время, за которое тело совершало перемещение.

комментировать

в избранное

ссылка

отблагодарить

Знаете ответ?

Источник

Как найти нулевую скорость

В курсе физики помимо обычной скорости, знакомой всем из алгебры, существует понятие «нулевая скорость». Нулевая скорость или, как ее еще называют, – начальная находится другим способом, отличным от формулы нахождения обычной скорости.

Инструкция

Нулевую скорость можно найти несколькими способами, каждый из которых применим к задачам, содержащим те или иные известные компоненты.

Если в условии задачи даны расстояние, которое прошло тело (S), время, которое потребовалось телу для преодоления расстояния (t), ускорение, с которым двигалось тело (a), то найти нулевую скорость можно с помощью формулы: S=V0t+at^2/2, где V0 – нулевая скорость, t^2 – t в квадрате. Пусть S=100 м, t=5 c, a=2 м/c в квадрате.

Чтобы найти нулевую скорость (V0) с помощью формулы, указанной выше, воспользуйтесь правилом нахождения неизвестного слагаемого: «Чтобы найти неизвестное слагаемое, нужно из суммы вычесть известное слагаемое». Получится: V0t= S- at^2/2.

Затем примените правило нахождения неизвестного множителя: «Чтобы найти неизвестный множитель, нужно произведение разделить на известный множитель». Получится: V0= (S- at^2/2)/t.

В полученную формулу подставьте значения известных величин. Получится: V0=(100-2х5^2/2)/5, V0=(100-25)/5, V0=15 м/с.

Когда в условии задачи вместо расстояния (S) дана конечная скорость (V), к которой тело пришло от нулевой скорости (V0), то для нахождения V0 используйте формулу: V=V0+at, где V – конечная скорость тела, а – ускорение, с которым двигалось тело, t – время, на протяжении которого двигалось тело. Пусть V=25 м/c, t=5 c, a=2 м/c в квадрате.

Теперь для нахождения нулевой скорости воспользуйтесь правилом неизвестного слагаемого. Получится: V0= V- at. В полученную формулу подставьте известные значения. Таким образом: V0=25-2х5, V0=25-10, V0=15 м/с.

Видео по теме

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

В этой статье мы собираемся обсудить, как найти конечную скорость без ускорения, вместе с некоторыми примерами и фактами.

Конечная скорость объекта зависит от его начальной скорости, связанной с ним энергии, положения, силы, действующей на объект, и продолжительности смещения.

Скорость

Скорость определяется как отношение смещения объекта на интервале времени, задаваемое соотношением

Скорость = Перемещение/Время

Скорость объекта можно рассчитать, измерив полное смещение объекта за определенный промежуток времени.

Конечная скорость

Конечная скорость появляется, когда тело достигает максимального ускорения за определенный период времени. Ускорение — это разница между конечной и начальной скоростью объекта во времени.

Основываясь на движении тела, независимо от того, находится ли оно в плоскостном движении, равномерное круговое движение, или при движении снаряда можно рассчитать конечную скорость, достигаемую объектом.

Конечная скорость объекта при линейном движении

Объект, движущийся по плоскости, подвергается различным внешние силы следовательно, скорость объекта не может быть постоянной каждый раз. Конечная скорость тела зависит от начальной скорости и от того, насколько скорость меняется со временем.

Расчет конечной скорости объекта при линейном движении

Посмотрим на график зависимости скорости от времени объекта, ускоряющегося равномерно линейное движение с начальной скоростью «u» и преследованием конечной скорости «v».

График скорости v / s времени

Равномерно ускоряющийся объект, начальная скорость объекта в момент времени t = 0 равна «u». В момент времени t скорость объекта увеличивается до «v», следовательно, ускорение объекта равно (vu).

Чтобы измерить площадь графика на приведенном выше рисунке, общая площадь равна сумме площадей треугольника (∆ABC) и четырехугольника (□ ACDO).

Поскольку,

v=х/т

х = vt

х = Ar (∆ABC) + Ar (□ ACDO)

=1/2 бч+фунт

=1/2 т * (ву)+ут

Поскольку нас интересует определение скорости без учета члена ускорения, который равен (vu)

х=1/2 vt-1/2 ut+ut

х=1/2 вт+1/2 вт

2x=(v+u)t

2x/t=(v+u)

Следовательно, конечная скорость объекта равна

v=2x/ту

Зная перемещение объекта, время, затраченное на перемещение, и его начальное скорость мы можем узнать окончательную скорость, приобретаемая объектом.

Проиллюстрируем это на простом примере. Представьте, что автомобиль движется со скоростью 20 км / ч, отправляясь из точки A в точку B. Автомобиль преодолевает расстояние 60 км / сек за 2 часа. Какая должна быть конечная скорость автомобиля?

Автомобиль едет из пункта А в пункт Б

Нам известна начальная скорость автомобиля u = 20 км / ч,

Продолжительность = 2 часа = 120 секунд

расстояние = 60 км

Используя полученную выше формулу

v=2x/t-u=2*60/2-20=60-20=40km/h

Следовательно, конечная скорость автомобиля составит 40 км / ч.

Движение снаряда

Объект, движущийся снарядом, отклонится от своего пути по параболе. Начальная и конечная скорости объекта будут отличаться, но энергия сохраняется в процессе. Первоначально, когда объект находится на земле, он имеет больше потенциальной энергии, которая преобразуется в кинетическую энергию для его полета.

Достигнув определенной высоты, на которой вся его потенциальная энергия преобразуется в кинетическую энергию, он свободно падает на землю, преобразовывая эту кинетическую энергию в потенциальную. Следовательно, энергия сохраняется при метательном движении объекта. Это, сумма кинетической и потенциальной энергии объекта до достижения максимальной высоты равна полной энергии после полета.

Если u — начальная скорость, v — конечная скорость объекта массы m, а h₀ — начальная высота объекта от земли, а h — наибольшая высота, достигаемая объектом в воздухе, тогда

KE_{начальный}+PE_{начальный}=КЭ_{окончательный}+PE_{окончательный}

1/2 му²+мг₀=1/2 мВ²+мг₁

Решая далее это уравнение,

u²+2gh0=v²+2гх₁

v²=u²+2 г (ч₀-h₁)

v²=u²-2 г (ч₁-h₀)

Следовательно, конечная скорость объекта при движении снаряда до того, как он достигнет земли, равна

v=√у²-2 г (ч₁-h₀)

Изменение скорости объекта при движении снаряда равно Δ в = ву.

Представьте, как вертолет сбрасывает продуктовые посылки людям в пострадавшем от наводнения районе. С какой скоростью будут сбрасываться продуктовые посылки с вертолета, летящего на высоте 600 метров?

Конечно, первоначальный скорость посылки будет равна нулю до сброса с вертолета, т.е. u=0, а высота вертолета над землей задана h=600м. Пусть v — конечная скорость посылки с едой при вылете из вертолета.

Подставив в уравнение ниже

v=√у²-2 г (ч₁-h₀)

v=√0²-2*10* (0-600)

v=√12000=109.54 м/с

Следовательно, t = 600/109.54 = 5.47 секунды — это время, необходимое для того, чтобы посылка с едой упала на землю после того, как она сброшена с вертолета.

Подробнее о Снаряд Движение.

Скорость объекта при круговом движении

Объект, движущийся по кругу, проявляет центробежную силу и центростремительную силу, которые равны и противоположны по направлению и задаются соотношением

F_c=мв²/r

Скорость объекта всегда перпендикулярна обеим этим силам, направленным наружу от кругового пути. Из-за чего скорость — это изменение смещения во времени.

Если начальная скорость объекта массы m, ускоряющегося по круговой траектории радиуса r, равна u, а v — конечная скорость объекта, то результирующая сила, действующая на объект, равна

Ф=Ф₂+F₂

=мв²/ г + мю²/r

= м / г ( v²+u²)

(об/м) F=v²-u²

v²=u²+р/м F

Следовательно, конечная скорость объекта, ускоряющегося по круговой траектории, равна

v = √ ты²+р/м F

Подробнее о Мгновенная скорость против скорости: сравнительный анализ.

Часто задаваемые вопросы

Q1.Какова конечная скорость ускорения мяча вниз при подъеме на высоту 5 м над землей, если масса мяча составляет 500 грамм? Считайте, что начальная скорость мяча составляет 3 м / с.

Дано: m = 500 грамм

h₀= 5 м

h₁=0

Начальная скорость мяча u = 3 м / с.

Поскольку мяч движется как снаряд, конечная скорость мяча равна

v = √ ты²-2 г (ч₁-h₀)

v=√{3²-2*10* (0-5)

v=√{9+100}

v=√109

v=10.44 м/с

Очевидно, что скорость мяча, ускоряющегося по земле, увеличивается из-за гравитационного притяжения Земли на окружающие ее объекты.

Q2.Если объект, движущийся с начальной скоростью 3 м / с, внезапно ускоряется и набирает скорость 10 м / с. Какое расстояние объект преодолеет за 5 минут?

Начальная скорость объекта u = 3 м / с.

Конечная скорость объекта v = 10 м / с.

Продолжительность t= 5 минут= 5* 60=300 секунд

v=2x/ту

10=2x/300-3

13*300=2х

xnumxx = 2

поэтому х=1950 м

х=1.95 км

За 5 минут объект преодолеет расстояние 1.95 км.

Q3.Расстояние от дома Ратан до ее школы — 800 метров. Она идет из дома в школу в 7:45 со своей начальной скоростью 0.8 м / с. Она должна быть в школе за 5 минут до 8 часов, поэтому она быстро добирается до школы и успевает вовремя. Какова была ее последняя скорость ходьбы?

Дано: d = 800 м,

t=10 мин = 10*60 = 600 секунд

Начальная скорость ходьбы u = 0.8 м / с

Следовательно,

v=2x/ту

v=2*800/600-0.8

v=8/3-0.8

v=8-2.4/3=5.6/3=1.87 m/s

Следовательно, конечная скорость ходьбы Ратана составила 1.87 м / с.

Q4.Какова будет скорость объекта массой 30 кг, движущегося с начальной скоростью 3 м / с, который ускоряется со скоростью 4 м / с при приложении силы 15 Н?

Конечная скорость объекта равна сумме начальной скорости и ускорения со временем.

Следовательно, конечная скорость объекта равна V_{начальный}+V_{ускоряющий}= 3м/с+4м/с=7м/с

Источник