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A maioria dos estudantes é apresentada à física na forma de cinemática - o ramo da física que estuda apenas o movimento dos objetos. Eles usam equações para calcular velocidade, posição e aceleração para aprender como aplicar a matemática ao mundo real. Uma pergunta comum pede aos alunos que calculem a velocidade final de um objeto sem saber quanto tempo ele acelerou. Desde que a aceleração e o deslocamento do objeto sejam conhecidos, qualquer aluno pode resolver esse problema.
Analise de problemas
Verifique se a aceleração é constante. A aceleração constante será um número simples, como 9,8 metros por segundo por segundo (m / s ^ 2), e não mudará dependendo do tempo ou da velocidade.
Examine o problema para encontrar o deslocamento do objeto e sua velocidade inicial.
Conecte a aceleração, deslocamento e velocidade inicial a esta equação: (Velocidade final) ^ 2 = (Velocidade inicial) ^ 2 + 2_ (Aceleração) _ (Deslocamento). Resolva o problema usando caneta, papel e calculadora.
Problema de exemplo
Suponha que um carro tenha uma velocidade inicial de 5 metros por segundo e acelere a 4 metros por segundo por segundo a uma distância de 10 metros. Você pode encontrar sua velocidade final e quanto tempo o carro levou para percorrer 10 metros.
Identifique a aceleração do carro. Aqui, é claramente indicado como 4 m / s ^ 2. Isso é aceleração constante porque não muda com o tempo; a aceleração dos carros é a mesma em todo o problema.
Encontre a velocidade e deslocamento iniciais. A velocidade inicial é claramente definida como 5 metros por segundo. Mas o problema indica apenas a distância percorrida e não o deslocamento. Use a intuição para afirmar que a distância percorrida e o deslocamento são iguais, 10 metros.
Resolva a equação (Velocidade final) ^ 2 = (Velocidade inicial) ^ 2 + 2_ (Aceleração) _ (Deslocamento). A inserção de valores fornece V ^ 2 = 5 ^ 2 + 2_4_10. Tomar a raiz quadrada de ambos os lados (e usar a intuição novamente para afirmar que o resultado deve ser positivo) fornece V igual à raiz quadrada de (25 + 80) = 10,25 metros por segundo.
Resolva o tempo após a velocidade final ser encontrada. Você pode reorganizar a seguinte equação para fazer isso: (Velocidade final) = (Velocidade inicial) + (Aceleração) * (Tempo). Portanto, neste caso, (Tempo) = (Velocidade final - Velocidade inicial) / (Aceleração). O tempo então é igual a (10,25 - 5) / (4) = 1,31 segundos.