Hoe om finale snelheid te vind: met krag, massa, tyd, afstand, momentum ens en probleme


Hier in hierdie artikel sal ons bespreek hoe om finale snelheid met versnelling en afstand te vind en hoe momentum en krag daarop impakteer. 

Ons bereken die eindsnelheid van 'n voorwerp deur verskillende vergelykings te gebruik wat krag, massa, tyd, afstand en momentum bevat. Vir elke veranderlike kan ons verskillende vergelykings gebruik om finale snelheid te vind. 

Byvoorbeeld, om finale snelheid te vind deur momentum van 'n voorwerp te gebruik, kan 'n mens die momentumvergelyking gebruik watP= mv waar m massa van voorwerp is, P momentum van voorwerp is en v snelheid van voorwerp is.

Hierdie vergelyking bevat snelheid, momentum en massa, so dit kan help met die berekening van finale snelheid wanneer massa en momentum bekend is. Net so, as massa sonder momentum gegee word, dan kan ons wiskundige vorm van Newton se tweede bewegingswet gebruik wat F= ma is, waar m massa van die voorwerp is, F voorwerk op voorwerp is en a versnelling van voorwerp is. Laastens vir tyd- en afstanddeel, kinematiese bewegingsvergelykings is die beste hulpmiddels om die snelheid van enigiemand of voorwerp te vind.

hoe om finale snelheid met versnelling en afstand te vind
Beeldkrediet: Snappy bok
Krag, momentum, versnelling en snelheid grafiek

Hoe om finale snelheid met krag, massa en tyd te vind?

Soos ek genoem het daardie wiskundige vorm van Newton se tweede bewegingswet vir die vind van finale snelheid deur krag, massa en tyd te gebruik. Wiskundige vorm van tweede bewegingswet is F= ma, waar m massa van die voorwerp is, F is voorwerk op voorwerp en a is versnelling van voorwerp. 

Die vergelyking bevat krag, massa en versnelling direk. 

Soos ons weet, is versnelling "tempo van verandering van snelheid met betrekking tot tyd."

Dus, uit hierdie formule kan ons snelheid vind wanneer massa, krag en tyd bekend is. As 'n liggaam met 'n veranderlike snelheid beweeg, wat 'n variasie in snelheid en/of rigting behels, word die verandering beskou as in hierdie beweging.

Newton se tweede bewegingswet, wat impliseer hoe krag aanpassings in beweging veroorsaak, spreek hierdie beweging aan. Newton se tweede bewegingswet illustreer die numeriese skakel tussen krag, massa en versnelling en word gebruik om te kwantifiseer wat in scenario's plaasvind, insluitend kragte en beweging. Die tweede wet word die meeste numeries gestel as F= ma

Hoe om finale snelheid met afstand en tyd te vind?

Deur eerste, tweede en derde bewegingsvergelykings te gebruik.

Eerste kinematiese vergelyking wat v=u+at is, is kombinasie van finale snelheid, beginsnelheid, versnelling, afstand en tyd. Dit sal van spesifieke geval afhang watter vergelyking gebruik gaan word. Soms kan meer as een vergelyking gebruik word.  

Ten einde finale snelheid te vind wanneer aanvanklike snelheid en afstand bekend is, derde bewegingsvergelyking wat v2=u2+2as gebruik kan word. En as tyd met afstand gegee word en ons het finale snelheid nodig om te bereken, dan kan ons eerstens beginsnelheid uitvind deur die tweede bewegingsvergelyking te gebruik wat s=ut+1/2 by2 en dan deur derde bewegingsvergelyking te gebruik, dit wil sê v2 =u2+2as, kan ons die finale snelheid van voorwerp bereken. 

Die berekening van 'n begin- en eindsnelheid is deel van verskeie fisika, formulerings en vergelykings. In modelle vir die behoud van momentum of bewegingswette, die gaping tussen begin- en eindsnelheid vertel jou die snelheid van 'n item voor en daarna, enigiets gebeur. Dit kan 'n krag wees wat aan die item oorgedra word, 'n treffer of enigiets anders wat die pad en snelheid van die voorwerp verander.

Die toepaslike bewegingsvergelyking kan gebruik word om eindsnelheid te bereken vir 'n item wat ervaar konstante versnelling. Om hulle met mekaar te verbind, vereis hierdie vergelykings 'n mengsel van afstand, beginsnelheid, eindsnelheid, versnelling en tyd.

Hoe om finale snelheid met momentum te vind?

Deur gebruik te maak van vergelyking van momentum dit is P= mv], waar m massa van voorwerp is, P momentum van voorwerp en v snelheid van voorwerp is.

Hierdie vergelyking bevat massa van voorwerp en snelheid van voorwerp. 'n Uitdrukking soos bogenoemde kan beskou word as 'n vraagoplossingstegniek. Dit is moontlik om die laaste veranderlike in die formule te bepaal deur die heelgetaldata van almal behalwe een van die veranderlikes in die formules te hê.

'n Uitdrukking kan eweneens beskou word as 'n frase wat die betekenisvolle verband tussen twee veranderlikes verduidelik. In 'n uitdrukking kan twee veranderlikes gesien word as óf lineêr gekorreleerd óf omgekeerd verwant. Beide massa en snelheid is direk eweredig aan momentum. Met die snelheid wat konstant bly, sal 'n toename in massa lei tot 'n toename in die hoeveelheid momentum wat deur die item gedra word.

Gevolglik sal 'n toename in snelheid (terwyl die massa konstant gehou word) lei tot 'n toename in die item se maentum. Ons kan voorspel hoe goed 'n verandering in een veranderlike die ander sal beïnvloed deur hoeveelhede te oorweeg en proporsioneel te bereken. Momentum is 'n vektorelement wat 'n grootte (wiskundige hoeveelheid) sowel as 'n rigting het. Die momentumvektor beweeg gewoonlik in 'n soortgelyke pad as die snelheidsvektor.

Sedert momentum is 'n vektor, die byvoeging van twee momentumvektore word op dieselfde manier gedoen as om enige ander twee vektore by te voeg. Wanneer twee vektore in verskillende rigtings wys, word een as negatief beskou, die ander word as positief beskou. Die vektorkarakter van momentum moet in die meeste van die vrae in hierdie groep probleme in ag geneem word vir effektiewe oplossings.

Hoe om die finale snelheid na 'n botsing te vind?

Gebruik uitdrukking vir elastiese en onelastiese botsings.

Momentum P wat P= mv is, waar m massa van voorwerp is, P momentum van voorwerp is en v snelheid van voorwerp is.

Deur behoud van momentum,"Momentum voor botsing = Momentum na botsing"

Uitdrukking vir elastiese botsings

Formule vir die berekening van finale snelheid van gegewe voorwerp

v1f=m1-m2/m1+m2 (v1)+2m1-m2/m1+m2 (v2i)

Formule vir die berekening van finale snelheid van botsende voorwerp

v2f=m2-m1/m1+m2 (v1)+2m1-m2/m1+m2 (vi)

Uitdrukking vir onelastiese botsing

m1v1+m2v2=m1v1f+m2v2f

Waar m1 is die massa van voorwerp voor botsing, v1 is die snelheid van gegewe voorwerp voor botsing, m2  is die massa van botsende voorwerp voor botsing, v2 is die snelheid van botsende voorwerp voor botsing en v1fis eindsnelheid van gegewe voorwerp en v2f is die finale snelheid van botsende voorwerp. 

Elasties of onelasties botsings moontlik is. Albei momentum en kinetiese energie word bewaar in elastiese botsings, terwyl kinetiese energie nie in onelastiese botsings bewaar word nie. Onelastiese botsings vind plaas wanneer kinetiese energie nie bewaar word nie, soos wanneer voertuie bots. Die bewaring van momentum geld vir onelastiese botsings.

Gevolglik is momentum voor die impak gelyk aan momentum na die kontak. Die woord "momentum" stem ooreen met die hoeveelheid veranderlike wat 'n reisitem bevat. Die produk van massa en snelheid is wat dit genoem word. en sy eenhede is kgm/s.

'n Mens kan die snelheid van die voertuig na 'n botsing effektief bepaal deur die formule hieronder te gebruik as ons die beginmassa en -snelheid van die voertuig en die botsende voorwerp ken.

Wanneer deeltjies bots in 'n onelastiese botsing, hulle tree nie so elasties op tydens die botsing nie. Dit dui daarop dat die deeltjies nie elasties vervorm op die plek van botsing nie; in plaas daarvan kan hulle onomkeerbaar vervorm, wat lei tot energie-dissipasie tydens 'n botsing. Dit verskil van 'n elastiese botsing, waarin die deeltjies elasties buig op die plek van impak, optree soos foutlose elastiese vere, wat 'n gelyke hoeveelheid energie absorbeer en vrystel.   

Hoe om finale snelheid sonder tyd te vind?

Met behulp van derde bewegingsvergelyking. 

Derde bewegingsvergelyking bevat nie tyd nie, so dit is tydonafhanklik.  

Derde bewegingsvergelyking wat v2=u2+2asis kombinasie van beginsnelheid, eindsnelheid, versnelling en afstand. Ons kan dus die finale snelheid maklik bereken wanneer ander veranderlikes bekend is. En dit het nie tyd nodig om Bekend te wees nie. 

Indien die ligging van 'n voorwerp verskil met betrekking tot 'n standaardligging, word dit geag in beweging te wees met betrekking tot daardie standaardpunt, terwyl indien nie, dit geag word stil te wees ten opsigte van daardie punt. Ons genereer 'n paar klassieke formules wat betrekking het op definisies afstand, verplasing, spoed, snelheid en versnelling van die voorwerp deur die formule genoem bewegingsvergelykings vir 'n goeie bewustheid of om met die verskillende omstandighede van rus en beweging te interaksie.  

Hoe om finale snelheid sonder versnelling te vind? 

Soos ons voorheen bespreek het, bevat die onderstaande formule die aanvanklike snelheid van voorwerp en botsende voorwerp voor botsing en massa van voorwerp en botsende voorwerp voor botsing en finale snelheid. So, van hier af is dit maklik om die finale energie van 'n voorwerp te bereken sonder om sy versnelling te ken.  

Met inagneming van m1 is die massa van voorwerp voor botsing, v1 is die snelheid van gegewe voorwerp voor botsing, m2  is die massa van botsende voorwerp voor botsing, v2 is die snelheid van botsende voorwerp voor botsing en v1f is finale snelheid van gegewe voorwerp en v2f is die finale snelheid van botsende voorwerp. 

Vir elastiese botsing;  

v1f=m1-m2/m1+m2 (v1)+2m1-m2/m1+m2 (v2i)

v2f=m2-m1/m1+m2 (v1)+2m1-m2/m1+m2 (v1i) 

Vir onelastiese botsing; 

m1v1+m2v2=m1v1f+m2v2f

As ons die oorspronklike massa en snelheid van die verskafde voorwerp en die botsende item het, kan ons die formule hieronder gebruik om die snelheid van die item na botsing te bereken. 

Hoe om finale snelheid te vind sonder beginsnelheid?

Wanneer aanvanklike snelheid van 'n voorwerp nie genoem word nie, kan ons beskou dat die voorwerp aanvanklik in rus is.

Dus, ons kan finale snelheid bereken deur verskillende formules soos kinematiese vergelykings deur beginsnelheid nul te stel. Ons kan ook die snelheid van voorwerp vind deur numeriese vorm van tweede bewegingswet as die massa van die voorwerp bekend is. Nog 'n manier om snelheid te vind, is om momentumformule te gebruik as massa en momentum van voorwerp bekend is.  

voorbeelde 

Voorbeeld 1 

Kom ons kyk na 'n motor met massa 100 kg beweeg met 'n snelheid van 80 m/s. Nog 'n motor met 'n massa van 120 kg beweeg met 'n snelheid van 100 m/s. Hulle bots met mekaar. Finale snelheid van eerste motor na botsing is 100 m/s. Wat sal die finale snelheid van tweede motor na botsing wees? 

verkeersteken-padteken-skild-6771.png
Beeldkrediet: Snappy bok
Twee motors bots

Oplossing

In hierdie situasie word die massa m1 dit is massa van eerste motor voor botsing, snelheid v1 van eerste motor voor botsing, massa m2 van tweede motor voor botsing, snelheid v2 van tweede motor voor botsing en eindsnelheid v1f van eerste motor na botsing, is bekend. 

Gegee; 

m1= 100 kg

v1= 80 m/sm2= 120 kg

v2= 100 m / s

v1f = 100 m / s

Deur gebruik te maak van formule vir elastiese botsing, kan ons die finale snelheid van tweede motor na botsing bereken. 

v2f=m2-m1/m1+m2 (vf)+m1-m2/m1+m2 (vi)  

v2f=(120- 100/120+ 100)100+(120(100+20))80

v2f= (0.090) 100 + 43.6363

v2f= 52.64 XNUMX m/s

Dus is die finale snelheid van tweede motor na botsing v2f= 52.64m/s.

Voorbeeld 2  

'n Motor begin beweeg met 'n beginsnelheid van 30m/s en dek 'n verplasing van 5 kilometer. Motor bereik versnelling van a=10m/s2. Wat was die finale snelheid van die motor en hoeveel tyd sal dit neem? 

In hierdie voorbeeld is die beginsnelheid van die motor, die versnelling van die motor en die verplasing deur die motor bekend en die finale snelheid van die motor en die tyd wat deur die motor geneem word, word gevra.  

Vir die vind van finale snelheid, sal ons derde bewegingsvergelyking gebruik wat 'n kombinasie van beginsnelheid, eindsnelheid, verplasing en versnelling is. 

Gegee; 

Aanvanklike snelheid, u= 30m/s

Versnelling, a=10m/s2

Verplasing, s=5000m

Vir die vind van finale snelheid, sal ons derde bewegingsvergelyking gebruik, dit is; 

v2=u2+2as

waar v die eindsnelheid van voorwerp is, u aanvanklike snelheid van voorwerp is en a versnelling van voorwerp is, sis verplasing deur voorwerp.   

Plaas gegewe waardes in bogenoemde formule 

v2= 30m / s2+2(10m2s2)(5000m)

v2= 900 m2s2+(20m/s2)(5000m)

v2= 900 m2s2+100000m2/s2

v2= 100900 m2/s2

v= 317.645 m/s

Dus, die finale snelheid van motor sal weesv= 317.645 m/s

Nou vir die vind van die tyd wat dit neem om gegewe verplasing te dek, sal ons eerste bewegingsvergelyking gebruik wat v=u+at is. 

Deur gegewe waardes in hierdie vergelyking te plaas, sal ons kry 

317.645m/s=30m/s+ 10m/s2t

317.645m/s-30m/s= 10m / s2t

287.645m/s= 10m / s2t

t=287.645m/s / 10m/s}

t=28.7 s

Dus, die tyd wat die motor sal neem om die finale punt te bereik, is 28.7 sekondes.  

Gereelde vrae |Gereelde vrae  

V. Wat is momentum in terme van fisika? 

Momentum is 'n tweedimensionele grootheid wat beide 'n grootte en 'n rigting insluit. Omdat momentum 'n rigting het, kan dit gebruik word om die rigting en spoed van beweging van botsende liggame te voorspel. 

V. Watter rol speel momentum in beweging? 

Wanneer twee liggame mekaar tref, sal die liggaam wat groter snelheid het, wat lei tot groter momentum, groter krag oordra na die liggaam wat minder snelheid het of stadig beweeg. 

Die liggaam met die lae beginsnelheid sal afskuif teen 'n groter snelheid en momentum in vergelyking met die liggaam met die groter snelheid by aanvang na die botsing. 

V. Wat is die benaderings om momentum te bewaar? 

Die veranderlike genaamd momentum wat beweging in 'n ingeslote stel komponente definieer en dit nooit varieer nie, volgens die behoud van momentum-beginsel; dit wil sê, "die algehele momentum van 'n stelsel bly konstant." 

Momentum is gelykstaande aan die impuls wat nodig is om 'n item binne 'n gegewe tyd tot stilstand te bring wanneer sy massa met sy snelheid vermenigvuldig word. Die algehele momentum van 'n stel entiteite is gelyk aan die som van hul afsonderlike momenta.

Maar omdat momentum 'n vektor is wat beide die rigting en amplitude van beweging, kan die momenta van voorwerpe wat in teenoorgestelde rigtings beweeg, kanselleer om 'n totale som van nul te produseer. 

  

SAKSHI KM

Ek is Sakshi Sharma, ek het my nagraadse studie in toegepaste fisika voltooi. Ek hou daarvan om op verskillende gebiede te verken en artikelskryf is een daarvan. In my artikels probeer ek om fisika op die mees verstaanbare wyse vir die lesers aan te bied.

Onlangse plasings