No mundo da física, velocidade (v), posição (x), aceleração (a) e tempo (t) são os quatro principais ingredientes na solução de equações de movimento. Você pode obter a aceleração, a velocidade inicial (v _{0) e o tempo decorrido de uma partícula e ter que resolver para a velocidade final (v f). Uma variedade de outras permutações aplicáveis ​​a inúmeros cenários do mundo real é possível. Esses conceitos aparecem em quatro equações essenciais:}

1. x = v _{0t + (1/2) em ²}

2. v _{f ^{2 = v 0 2 + 2ax}}

3. v _{f = v 0 + em}

4. x = (v _{0/2 + v f /2) (t)}

Estas equações são úteis no cálculo da velocidade (equivalente a velocidade para os propósitos atuais) de uma partícula movendo-se com constante aceleração no momento em que atinge um objeto inflexível, como o chão ou uma parede sólida. Em outras palavras, você pode usá-las para calcular a velocidade do impacto, ou em termos das variáveis ​​acima, v _f.

Etapa 1: Avalie suas variáveis ​​

Se o problema envolver um objeto caindo do repouso sob a influência da gravidade, então v _{0 = 0 e a = 9,8 m /s ^{2 e você só precisa saber o tempo t ou a distância caída x para prosseguir (veja o Passo 2). Se, por outro lado, você pode obter o valor da aceleração a para um carro viajando horizontalmente sobre uma determinada distância x ou para um determinado tempo t, exigindo que você resolva um problema intermediário antes de determinar v f 3).}}

Etapa 2: Um objeto em queda

Se você sabe que um objeto caiu de um telhado caiu por 3,7 segundos, com que velocidade ele está indo?

equação 3 acima, você sabe que v _{f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m /s.}

Se você não tiver tempo, mas saiba que o objeto caiu 80 metros ( cerca de 260 pés, ou 25 histórias), você usaria a equação 2 em vez disso:

v _{f ^{2 = 0 + 2 (9,8) (80) = 1,568}}

v _{f = √ 1,568 = 39,6 m /s}

Você acabou!

Etapa 3: Um carro em alta velocidade

Digamos que você saiba que um carro que começou a partir de uma paralisação foi acelerando a 5,0 m /s por 400 metros (cerca de um quarto de milha) antes de passar por um grande pedaço de papel montado para uma exibição comemorativa. Da equação 1 acima,

400 = 0 + (1/2) (5) t ²

400 = (2.5) t ²

160 = t ²

t = 12.65 segundos

A partir daqui, você pode usar a equação 3 para encontrar v _f:

v _{f = 0 + (5) (12,65)}

= 63,25 m /s

Dica

Sempre use uma equação primeiro para a qual há apenas um desconhecido, que não é necessariamente aquele que contém a variável de interesse final.