Hoe om finale snelheid te vind sonder versnelling: feite, probleme, voorbeelde


In hierdie artikel gaan ons bespreek hoe om finale snelheid sonder versnelling te vind saam met 'n paar voorbeelde en feite.

Die finale snelheid van die voorwerp is gebaseer op sy aanvanklike snelheid, die energie wat daarmee geassosieer word, posisie, 'n krag wat op die voorwerp inwerk, en die tydsduur vir die verplasing.

Velocity

Die snelheid word gedefinieer as die verhouding van verplasing van die voorwerp op die tydinterval wat deur die verband gegee word

Snelheid=Verplasing/tyd

Die snelheid van die voorwerp kan bereken word deur die totale verplasing van die voorwerp in 'n spesifieke tydinterval te meet.

Eindsnelheid

Finale snelheid kom in die prentjie wanneer die liggaam die maksimum versnelling oor 'n tydperk bereik het. Die versnelling is 'n verskil tussen die finale en die aanvanklike snelheid van die voorwerp gedurende die tyd.

Gebaseer op die beweging van die liggaam, of dit nou in 'n planêre beweging is, eenvormige sirkelbeweging, of in 'n projektielbeweging, kan die finale snelheid wat deur die voorwerp bereik word, bereken word.

Finale snelheid van 'n voorwerp in 'n lineêre beweging

Die voorwerp wat in 'n vliegtuig beweeg, ondergaan verskeie eksterne kragte dus mag die snelheid van die voorwerp nie elke keer konstant wees nie. Die finale snelheid van die liggaam hang af van die aanvanklike snelheid en hoeveel is die snelheid wat met tyd wissel.

Bereken die finale snelheid van 'n voorwerp in 'n lineêre beweging

Kom ons sien die grafiek van snelheid v/s tyd van die voorwerp wat in 'n uniform versnel lineêre beweging met beginsnelheid 'u' en die eindsnelheid van 'v' najaag.

hoe om finale snelheid sonder versnelling te vind
Grafiek van snelheid v/s tyd

Die eenvormig versnellende voorwerp, die aanvanklike snelheid van die voorwerp op 'n tydstip t=0 is 'u'. Op tyd t neem die snelheid van die voorwerp toe na 'v', dus is die versnelling van die voorwerp gelyk aan (vu).

Om die oppervlakte van die plot in die bostaande figuur te meet, is die totale oppervlakte gelyk aan die som van die oppervlakte van die driehoek (∆ABC) en die vierhoek (□ACDO).

sedert,

v=x/t

x=vt

x = Ar(∆ABC) + Ar(□ACDO)

=1/2 bh+lb

=1/2 t * (vu)+ut

Aangesien ons daarin belangstel om die snelheid te vind sonder om die versnellingsterm wat (vu) is in ag te neem

x=1/2 vt-1/2 ut+ut

x=1/2 vt+1/2 ut

2x=(v+u)t

2x/t=(v+u)

Daarom is die finale snelheid van die voorwerp

v=2x/tu

As u weet wat die verplasing van die voorwerp is, die tyd wat dit neem vir die verplasing, en die aanvanklike daarvan snelheid kan ons die finaal uitvind snelheid wat deur die voorwerp opgetel word.

Kom ons illustreer dit met 'n eenvoudige voorbeeld. Oorweeg 'n motor wat met 'n snelheid van 20 km/h beweeg vanaf punt A tot by punt B. 'n Motor dek 'n afstand van 60 km in 2 uur. Wat moet die finale snelheid van die motor wees?

hoe om finale snelheid sonder versnelling te vind
Motor wat van punt A na punt B ry

Ons ken die beginsnelheid van die motor u=20km/h,

Tydsduur = 2 uur = 120 sekondes

afstand = 60 km

Gebruik die formule hierbo afgelei

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

Daarom sal die finale snelheid van die motor 40kms/hr wees.

Projektiel beweging

'n Voorwerp in 'n projektielbeweging sal sy pad in 'n parabool verval. Die aanvanklike en finale snelheid van die voorwerp sal verskil, maar die energie word in 'n proses bewaar. Aanvanklik, wanneer die voorwerp op die grond is, het dit meer potensiële energie wat omgeskakel word in kinetiese energie vir sy vlug.

Sodra dit 'n spesifieke hoogte bereik waar al sy potensiële energie in kinetiese energie omskep word, val dit vrylik op die grond en omskep hierdie kinetiese energie in potensiële energie. Gevolglik word die energie bewaar in 'n projektielbeweging van die voorwerp. Dit wil sê, die som van die kinetiese en potensiële energie van die voorwerp voor die bereiking van maksimum hoogte is gelyk aan die totale energie na 'n vlug.

As 'u' die beginsnelheid is en 'v' is die finale snelheid van die voorwerp met massa 'm', en h0 is die aanvanklike hoogte van die voorwerp vanaf die grond en h is die hoogste hoogte wat die voorwerp in die lug bereik, dan

KEaanvanklike+PEaanvanklike=KEfinale+PEfinale

1/2 mu2+mgh0=1/2 mv2+mgh1

Deur hierdie vergelyking verder op te los,

u2+2gh0=v2+2gh1

v2=u2+2g(u0-h1)

v2=u2-2g (u1-h0)

Daarom is die finale snelheid van die voorwerp in 'n projektielbeweging voordat dit die grond bereik

v=√u2-2g (u1-h0)

Die verandering in die snelheid van die voorwerp in 'n projektielbeweging is Δ v=vu.

Dink na oor die helikopter wat kospakkies aan mense in 'n vloedgeteisterde gebied laat val. Wat sal die snelheid wees van die kospakkies wat op die hoogte van 600m van die helikopter af laat val word?

Natuurlik die aanvanklike snelheid van die pakkie sal nul wees voordat dit uit die helikopter laat val word, dws u=0, en die hoogte van die helikopter van bo die grond word gegee h=600m. Laat v die finale snelheid van die kospakkie wees wanneer dit uit die helikopter vrygestel word.

Vervang in die vergelyking hieronder

v=√u2-2g (u1-h0)

v=√02-2*10* (0-600)

v=√12000=109.54 m/s

Gevolglik is t=600/109.54=5.47 sekondes die tyd wat nodig is om die kospakkie grond toe te bereik sodra dit uit die helikopter laat val is.

Lees meer oor Projektielbeweging.

Snelheid van die voorwerp in 'n sirkelbeweging

'n Voorwerp wat in 'n sirkelbeweging beweeg oefen 'n sentrifugale krag en sentripetale krag uit wat gelyk en teenoorgestelde in rigting is en word gegee deur die verband

Fc=mv2/r

Die snelheid van die voorwerp is altyd loodreg op beide hierdie kragte wat uitwaarts van die sirkelbaan af rig. As gevolg hiervan is die snelheid die verandering in verplasing met betrekking tot tyd.

As die aanvanklike snelheid van die voorwerp met massa 'm' wat in die sirkelbaan met radius 'r' versnel 'u' is, en 'v' 'n finale snelheid van die voorwerp is, dan is die netto krag op die voorwerp

F = F2+F2

=mv2/r+mu2/r

=m/r ( v2+u2)

(r/m) F=v2-u2

v2=u2+r/m F

Daarom is die finale snelheid van die voorwerp wat in 'n sirkelbaan versnel

v=√ u2+r/m F

Lees meer oor Oombliklike snelheid vs snelheid: Vergelykende analise.

Algemene vrae

Q1.Wat is die finale snelheid van die bal wat afwaarts versnel wanneer hy op die hoogte van 5m van bo die grond af styg, as die massa van die bal 500 gram is? Beskou die aanvanklike snelheid van die bal as 3m/s.

Gegee: m=500 gram

h0= 5m

h1=0

Die beginsnelheid van die bal u=3m/s

Aangesien die beweging van die bal in 'n projektielbeweging is, is die finale snelheid van die bal

v=√ u2-2g (u1-h0)

v=√{32-2*10* (0-5)

v=√{9+100}

v=√109

v=10.44 m/s

Dit is duidelik dat die spoed van die bal wat teen die grond af versnel, toeneem as gevolg van die swaartekrag van die Aarde op die voorwerpe wat dit omring.

Q2.As 'n voorwerp wat beweeg met sy aanvanklike snelheid van 3 m/s skielik versnel en die snelheid van 10 m/s optel. Hoeveel afstand sal die voorwerp in 5 minute aflê?

Die aanvanklike snelheid van die voorwerp is u=3m/s

Die finale snelheid van die voorwerp is v=10m/s

Tydsduur t= 5 minute= 5* 60=300 sekondes

v=2x/tu

10=2x/300-3

13*300=2x

2x = 3900

dus x=1950 m

  x=1.95 km

In 'n duur van 5 minute sal die voorwerp 'n afstand van 1.95 km aflê.

Q3.Afstand van Ratan se huis na haar skool is 800mtr. Sy begin om 7:45 vanaf haar huis om skool toe te stap met haar aanvanklike snelheid van 0.8m/s. Sy moet 5 minute voor 8 uur by die skool teenwoordig wees, dus spoed sy skool toe en bereik betyds. Wat was haar finale stapspoed?

Gegee: d=800m,

t=10 min = 10*60 =600 sekondes

Aanvanklike loopspoed u=0.8 m/s

vandaar,

v=2x/tu

v=2*800/600-0.8

v=8/3-0.8

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

Gevolglik was die finale stapspoed van Ratan 1.87 m/s.

Q4.Wat sal die snelheid wees van die voorwerp met massa 30 kg wat beweeg met beginsnelheid 3m/s wat versnel teen 'n tempo van 4m/s by die toepassing van krag van 15N?

Die eindsnelheid van die voorwerp is gelyk aan die som van die beginsnelheid en versnelling met tyd.

Gevolglik is die finale snelheid van die voorwerp Vaanvanklike+Vversnel= 3m/s+4m/s=7m/s

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings