衝撃速度の計算方法

コンテンツ

• ステップ1：変数を評価する
• ステップ2：落下オブジェクト
• ステップ3：スピード違反の車
• ヒント

物理学の世界では、速度（v）、位置（x）、加速度（a）、時間（t）が運動方程式を解く4つの重要な要素です。加速度、初期速度（v₀）および粒子の経過時間であり、最終速度（v_f）。無数の実世界のシナリオに適用可能な他のさまざまな組み合わせが可能です。これらの概念は、次の4つの重要な方程式に現れます。

1. x = v₀t +（1/2）at²

2. v_f² = v₀² + 2軸

3. v_f = v₀ +で

4. x =（v₀/ 2 + v_f/ 2）（t）

これらの方程式は、地面や固体の壁などの不安定な物体に衝突する瞬間に一定の加速度で移動する粒子の速度（現在の目的では速度に相当）の計算に役立ちます。言い換えれば、それらを使用して衝撃速度を計算したり、上記の変数に関してv_f.

ステップ1：変数を評価する

あなたの問題が重力の影響下で静止から落下するオブジェクトを含む場合、₀ = 0およびa = 9.8 m / s² そして時間tまたは距離xを知るだけで続行できます（ステップ2を参照）。一方、一定の距離xまたは一定の時間tを水平に移動する車の加速度aの値を取得する場合、vを決定する前に中間の問題を解決する必要があります。_f （ステップ3を参照）。

ステップ2：落下オブジェクト

屋上から落とされたオブジェクトが3.7秒間落下していることがわかっている場合、どのくらいの速さで移動していますか？

上記の式3から、v_f = 0 +（9.8）（3.7）= 36.26 m / s

時間を与えられていないが、オブジェクトが80メートル（約260フィート、つまり25階）落ちたことがわかっている場合は、代わりに式2を使用します。

v_f² = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568

v_f =√1,568 = 39.6 m / s

できた！

ステップ3：スピード違反の車

停止状態から始まった車が、お祝いのディスプレイ用に設定された大きな紙片を通り抜ける前に、400メートル（約4分の1マイル）にわたって5.0 m / sで加速していることを知っています。上記の式1から、

400 = 0 +（1/2）（5）t²

400 =（2.5）t²

160 = t²

t = 12.65秒

ここから、方程式3を使用してvを見つけることができます。_f:

v_f = 0 + (5)(12.65)

= 63.25 m / s

ヒント

常に最初に方程式を使用してください。方程式には未知のものが1つしかないため、必ずしも最終的な関心のある変数を含む方程式ではありません。