Como calcular a velocidade de impacto

Contente

• Etapa 1: avalie suas variáveis
• Etapa 2: um objeto em queda
• Etapa 3: Um carro em alta velocidade
• Gorjeta

No mundo da física, velocidade (v), posição (x), aceleração (a) e tempo (t) são os quatro ingredientes principais na resolução de equações de movimento. Você pode obter a aceleração, velocidade inicial (v₀) e tempo decorrido de uma partícula e tem que resolver 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 = v₀t + (1/2) em²

2. v_f² = v₀² + 2ax

3. v_f = v₀ + às

4. x = (v₀/ 2 + v_f/ 2) (t)

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

Etapa 1: avalie suas variáveis

Se o seu problema envolve um objeto caindo de repouso sob a influência da gravidade, então v₀ = 0 e a = 9,8 m / s² e você só precisa saber o tempo t ou a distância diminuída x para prosseguir (consulte a Etapa 2). Se, por outro lado, você puder obter o valor da aceleração a para um carro viajando horizontalmente por uma determinada distância x ou por um determinado tempo t, exigindo que você resolva um problema intermediário antes de determinar v_f (consulte a etapa 3).

Etapa 2: um objeto em queda

Se você sabe que um objeto que caiu de um telhado está caindo por 3,7 segundos, qual a velocidade?

Da equação 3 acima, você sabe que v_f = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m / s.

Se você não tiver tempo, mas souber que o objeto caiu 80 metros (cerca de 260 pés ou 25 andares), use a equação 2:

v_f² = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568

v_f = √ 1.568 = 39,6 m / s

Você Terminou!

Etapa 3: Um carro em alta velocidade

Digamos que você saiba que um carro que partiu parado acelerou a 5,0 m / s por 400 metros (cerca de um quarto de milha) antes de dirigir por um grande pedaço de papel preparado para uma exibição comemorativa. Da equação 1 acima,

400 = 0 + (1/2) (5) t²

400 = (2,5) t²

160 = t²

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

Gorjeta

Sempre use primeiro uma equação para a qual existe apenas uma desconhecida, que não é necessariamente uma que contenha a variável de interesse final.