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運動を扱う問題は通常、物理学の学生が最初に遭遇する問題です。時間、速度、加速度などの概念は、数式によって相互に関連しています。数式は、代数の助けを借りてさまざまな状況に適用できるように再配置できます。
たとえば、生徒は複数の開始点からジャンプの高さを計算できます。ジャンプの高さは、加速度と初期速度または空中の合計時間がわかっている場合に計算できます。
次の式を使用して、速度の変化に関する時間の式を記述します
vf = -gt + v私
どこ vf 最終速度です g 重力による加速度です t 時間です v私 は初速度です。
飛行時間
方程式を解く t
t = (vf − v私)/-g
したがって、時間は、速度の変化を重力による加速度で除算したものに等しくなります。
最高ポイントに到達するまでの時間を計算する
ジャンプの最高点に到達するまでの時間を計算します。最高点で、速度(vf)はゼロなので、初期速度が与えられると、時間は
t = (vf − v私)/-g
重力による加速には9.8 m /s²を使用します。たとえば、初期速度が1.37 m / sの場合、最大高度に達するまでの時間は次のとおりです。
t =(0 − 1.37)/(− 9.8)= 0.14 s
総飛行時間から初期速度を計算する
初期速度 v私 ジャンプの高さに到達する時間を使用して計算できます
v私 = (gt)
たとえば、合計時間が0.14秒の場合:
v私 = (9.8 × 0.14) v私 = 1.37 m / s
垂直ジャンプの物理方程式
式を使用してジャンプの高さを計算する
sf = s私 + v私t _-½(g_t²)
どこ sf 最終的な位置であり、 s私 は初期位置です。ジャンプの高さは最終位置と初期位置の差であるため
h = (sf − s私)
式を単純化する
h = v私_t-½(g_t²)
そして計算:
h =(1.37×0.14)-½(9.8×0.14²)= 0.19-0.10 = 0.09メートル