La mayoría de los estudiantes se introducen por primera vez a la física en forma de cinemática, la rama de la física que estudia solo el movimiento de los objetos. Usan ecuaciones para calcular la velocidad, la posición y la aceleración para aprender cómo aplicar las matemáticas al mundo real. Una pregunta común les pide a los estudiantes que calculen la velocidad final de un objeto sin saber cuánto tiempo se aceleró. Mientras se conozca la aceleración y el desplazamiento del objeto, cualquier alumno puede resolver este problema.
Análisis del problema

Verifique que la aceleración sea constante. La aceleración constante será un número simple, como 9.8 metros por segundo por segundo (m /s ^ 2), y no cambiará dependiendo del tiempo o la velocidad.


Examine el problema para encontrar el desplazamiento del objeto y su velocidad inicial.


Inserte la aceleración, el desplazamiento y la velocidad inicial en esta ecuación: (Velocidad final) ^ 2 \u003d (Velocidad inicial) ^ 2 + 2_ (Aceleración) _ (Desplazamiento). Resuelva el problema con lápiz, papel y calculadora.

Problema de muestra


Suponga que un automóvil tiene una velocidad inicial de 5 metros por segundo y acelera a 4 metros por segundo por segundo sobre una distancia de 10 metros. Puede encontrar su velocidad final y cuánto tiempo tardó el automóvil en recorrer 10 metros.


Identifique la aceleración del automóvil. Aquí, se establece claramente como 4 m /s ^ 2. Esta es una aceleración constante porque no cambia con el tiempo; la aceleración del automóvil es la misma en todo el problema.


Encuentre la velocidad y el desplazamiento iniciales. La velocidad inicial se establece claramente como 5 metros por segundo. Pero el problema establece solo la distancia recorrida y no el desplazamiento. Use la intuición para afirmar que la distancia recorrida y el desplazamiento son iguales, 10 metros.


Resuelva la ecuación (Velocidad final) ^ 2 \u003d (Velocidad inicial) ^ 2 + 2_ (Aceleración) _ (Desplazamiento). Conectar valores da V ^ 2 \u003d 5 ^ 2 + 2_4_10. Tomar la raíz cuadrada de ambos lados (y usar la intuición nuevamente para afirmar que el resultado debe ser positivo) da V es igual a la raíz cuadrada de (25 + 80) \u003d 10.25 metros por segundo.


Resuelva por tiempo después del final Se encuentra la velocidad. Puede reorganizar la siguiente ecuación para hacer esto: (Velocidad final) \u003d (Velocidad inicial) + (Aceleración) * (Tiempo). Entonces, en este caso, (Tiempo) \u003d (Velocidad final - Velocidad inicial) /(Aceleración). El tiempo es igual a (10.25 - 5) /(4) \u003d 1.31 segundos.




Consejos


1. Los errores simples de álgebra son los errores más comunes que cometen los estudiantes en cinemática. problemas.