Πώς μπορείτε να βρείτε την ταχύτητα του μπλοκ όταν φτάσει το Χ ισούται με 3 cm εάν ξεκινά από 0 με ταχύτητα v 0,5 μέτρα ανά δευτερόλεπτο;

Χρειάζεστε περισσότερες πληροφορίες για να βρείτε την ταχύτητα του μπλοκ σε x =3 cm. Εδώ γιατί και ποιες πληροφορίες θα χρειαστείτε:

Κατανόηση του προβλήματος

Για να προσδιορίσουμε την ταχύτητα σε ένα συγκεκριμένο σημείο, πρέπει να γνωρίζουμε πώς αλλάζει η ταχύτητα του μπλοκ με την πάροδο του χρόνου. Αυτή η αλλαγή στην ταχύτητα προκαλείται από επιτάχυνση . Η επιτάχυνση μπορεί να προκληθεί από δυνάμεις που δρουν στο μπλοκ, όπως:

* βαρύτητα: Εάν το μπλοκ κινείται κάθετα, η βαρύτητα θα επηρεάσει την ταχύτητά του.

* τριβή: Η τριβή μεταξύ του μπλοκ και μιας επιφάνειας θα το επιβραδύνει.

* Εφαρμοσμένη δύναμη: Μια εξωτερική δύναμη που πιέζει ή τράβηξε το μπλοκ θα αλλάξει την ταχύτητά του.

Τι χρειάζεστε

Για να λύσετε αυτό το πρόβλημα, χρειάζεστε ένα από τα παρακάτω:

1. Επιτάχυνση: Εάν γνωρίζετε τη σταθερή επιτάχυνση του μπλοκ (α), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την ακόλουθη κινηματική εξίσωση:

* V² =V₀² + 2AX

όπου:

* V είναι η τελική ταχύτητα (αυτό που θέλετε να βρείτε)

* Το V₀ είναι η αρχική ταχύτητα (0,5 m/s)

* Α είναι η επιτάχυνση

* x είναι η μετατόπιση (3 cm =0,03 m)

2. Δύναμη: Εάν γνωρίζετε την καθαρή δύναμη που ενεργεί στο μπλοκ (F), μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον δεύτερο νόμο του Newton (F =MA) για να βρείτε την επιτάχυνση (α) και στη συνέχεια να προχωρήσετε όπως παραπάνω.

3. Εργασία και ενέργεια: Εάν γνωρίζετε το έργο που έγινε στο μπλοκ από τις δυνάμεις ή την αλλαγή στην πιθανή ενέργεια του, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το θεώρημα εργασίας για να συσχετίσετε την αλλαγή στην κινητική ενέργεια με την εργασία που έγινε και να βρείτε την τελική ταχύτητα.

Παράδειγμα

Ας υποθέσουμε ότι το μπλοκ κινείται οριζόντια σε μια επιφάνεια χωρίς τριβή και μια σταθερή δύναμη 2 Newtons δρα σε αυτό. Δείτε πώς θα βρείτε την ταχύτητα:

1. Βρείτε την επιτάχυνση: Χρησιμοποιώντας F =MA, παίρνουμε A =F/M (όπου το 'M' είναι η μάζα του μπλοκ). Θα χρειαστείτε τη μάζα του μπλοκ για να υπολογίσετε το «a».

2. Χρησιμοποιήστε την κινηματική εξίσωση: Μόλις έχετε την επιτάχυνση, συνδέστε το στην εξίσωση:

V² =(0,5 m/s) ² + 2 * (α) * (0,03 m)

Λύστε για το 'V' για να βρείτε την τελική ταχύτητα.

Θυμηθείτε: Χρειάζεστε πληροφορίες σχετικά με τις δυνάμεις που δρουν στο μπλοκ ή την επιτάχυνση του για να καθορίσουν την ταχύτητά του σε ένα συγκεκριμένο σημείο.