Isi
Dalam dunia fisika, kecepatan (v), posisi (x), akselerasi (a) dan waktu (t) adalah empat unsur utama dalam menyelesaikan persamaan gerak. Anda mungkin mendapatkan akselerasi, kecepatan awal (v0) dan waktu berlalu dari suatu partikel dan harus menyelesaikan untuk kecepatan akhir (vf). Berbagai permutasi lain yang berlaku untuk skenario dunia nyata yang tak terhitung jumlahnya dimungkinkan. Konsep-konsep ini muncul dalam empat persamaan penting:
1. x = v0t + (1/2) di2
2. vf2 = v02 + 2ax
3. vf = v0 + pada
4. x = (v0/ 2 + vf/ 2) (t)
Persamaan-persamaan ini berguna dalam menghitung kecepatan (setara dengan kecepatan untuk tujuan sekarang) dari suatu partikel yang bergerak dengan akselerasi konstan pada saat ia mengenai benda yang tidak dapat dihantam, seperti tanah atau dinding yang kokoh. Dengan kata lain, Anda dapat menggunakannya untuk menghitung kecepatan tumbukan, atau dalam hal variabel di atas, vf.
Langkah 1: Nilai Variabel Anda
Jika masalah Anda melibatkan benda yang jatuh dari istirahat di bawah pengaruh gravitasi, maka v0 = 0 dan a = 9,8 m / s2 dan Anda hanya perlu tahu waktu t atau jarak jatuh x untuk melanjutkan (lihat Langkah 2). Jika, di sisi lain, Anda dapat memperoleh nilai akselerasi untuk mobil yang bepergian secara horizontal pada jarak tertentu x atau untuk waktu tertentu t, mengharuskan Anda untuk menyelesaikan masalah perantara sebelum menentukan vf (lihat Langkah 3).
Langkah 2: Obyek Jatuh
Jika Anda tahu sebuah benda yang jatuh dari atap telah jatuh selama 3,7 detik, seberapa cepat ia berjalan?
Dari persamaan 3 di atas, Anda tahu bahwa vf = 0 + (9,8) (3,7) = 36,26 m / s.
Jika Anda tidak diberi waktu tetapi tahu bahwa objek itu telah jatuh 80 meter (sekitar 260 kaki, atau 25 lantai), Anda akan menggunakan persamaan 2 sebagai gantinya:
vf2 = 0 + 2(9.8)(80) = 1,568
vf = √ 1.568 = 39.6 m / s
Kamu sudah selesai!
Langkah 3: Mobil Mempercepat
Katakan Anda tahu bahwa sebuah mobil yang dimulai dari macet telah melaju dengan kecepatan 5,0 m / s selama 400 meter (sekitar seperempat mil) sebelum mengemudi melalui selembar kertas besar yang disiapkan untuk tampilan perayaan. Dari persamaan 1 di atas,
400 = 0 + (1/2) (5) t2
400 = (2.5) t2
160 = t2
t = 12,65 detik
Dari sini, Anda dapat menggunakan persamaan 3 untuk menemukan vf:
vf = 0 + (5)(12.65)
= 63,25 m / s
Tip
Selalu gunakan persamaan terlebih dahulu yang hanya ada satu yang tidak diketahui, yang belum tentu mengandung variabel yang paling menarik.