I problemi relativi al movimento sono di solito i primi che incontreranno gli studenti di fisica. Concetti come il tempo, la velocità e l'accelerazione sono correlati da formule che gli studenti possono riordinare con l'aiuto dell'algebra per applicare a circostanze diverse. Gli studenti possono calcolare l'altezza di un salto, ad esempio, da più di un punto di partenza. Se conosci l'accelerazione e la velocità iniziale o il tempo totale nell'aria, puoi calcolare l'altezza del salto.

Scrivi un'espressione per il tempo in termini di cambiamento di velocità, usando la formula vf = g * t + vi, dove vf è la velocità finale, g è l'accelerazione dovuta alla gravità, t è il tempo e vi è la velocità iniziale. Risolvi l'equazione per t: t = (vf - vi) /g. Pertanto, la quantità di tempo è uguale al cambio di velocità diviso per l'accelerazione dovuta alla gravità.

Calcola la quantità di tempo per raggiungere il punto più alto del salto. Nel punto più alto, la velocità è zero, quindi con la velocità iniziale e la formula t = (vf-vi) /g, puoi trovare il tempo. Usa -9,8 metri /secondo² per l'accelerazione dovuta alla gravità. Ad esempio, se la velocità iniziale è di 1,37 metri /secondo, il tempo è:

t = (0 - 1,37) /(- 9,8) t = 0,14 secondi

Se conosci il tempo totale nell'aria, è possibile calcolare la velocità iniziale con la formula vi = -g * T /2, dove T è il tempo totale. Il tempo totale è anche il doppio del tempo per raggiungere il punto più alto, quindi t = T /2. Ad esempio, se il tempo totale è di 0,28 secondi:

vi = - (- 9,8 * 0,28) /2 vi = 1,37 metri al secondo t = 0,28 /2 t = 0,14 secondi

Calcola l'altezza del salto usando la formula sf = si + vi_t + (g_t²) /2, dove sf è la posizione finale e si è la posizione iniziale. Poiché l'altezza di salto è la differenza tra la posizione finale e iniziale, h = (sf - si), semplificare la formula in h = vi_t + (g_t²) /2 e calcolare:

h = (1.37_0. 14) + (-9.8_0.14²) /2 h = 0.19 - 0.10 h = 0.09 metri

Suggerimento

Ricavare la formula vi = -g_T /2 dalla formula sf = si + vi_T + (g_T²) /2. Le posizioni iniziale e finale sono le stesse prima e dopo il salto, quindi impostale su zero e fattore: T (vi + g_T /2) = 0. L'impostazione dei fattori pari a zero ti dà due risultati: T = 0 e vi + g * T /2 = 0. Il primo indica che non è necessario un tempo per la tua posizione iniziale per eguagliare la tua finale, e il secondo risultato rappresenta la quantità di tempo per un corpo di salire e ricadere giù dove era. Risolvi la seconda espressione per la velocità iniziale.