Kinematika kalkulátor (SUVAT)
Írjon be három SUVAT változót a maradék kettő megoldásához. Támogatja az elmozdulást, sebességet, gyorsulást és időt.
Mik a kinematikai egyenletek?
A kinematika a fizika azon ága, amely a mozgást a mozgást okozó erők figyelembevétele nélkül írja le. A négy kinematikai egyenlet öt változót kapcsol össze: elmozdulás (s), kezdősebesség (u), végsebesség (v), gyorsulás (a) és idő (t). Az öt változóból bármely háromból kiszámítható a maradék kettő.
Ezek az egyenletek állandó (egyenletes) gyorsulást feltételeznek, ami számos valós forgatókönyvet lefed: szabadesés tárgyai (állandó gravitációs gyorsulás), egyenletes sebességgel gyorsuló vagy fékeződő járművek, és állandó súrlódással csúszó tárgyak. Nem állandó gyorsuláshoz számítási módszerek szükségesek.
A négy egyenlet
- v = u + at – Végsebesség kezdősebességből, gyorsulásból és időből.
- s = ut + (1/2)at² – Elmozdulás kezdősebességből, időből és gyorsulásból.
- v² = u² + 2as – Végsebesség kezdősebességből, gyorsulásból és elmozdulásból (idő nem szükséges).
- s = (u + v)/2 × t – Elmozdulás átlagos sebességből és időből.
Az eszköz használata
Adjon meg bármely három kinematikai változót, és a kalkulátor megoldja a maradék kettőt. Válassza ki, melyik változót szeretné megoldani, vagy hagyja, hogy az eszköz automatikusan felismerje a kitöltött mezők alapján. Az eredmények tartalmazzák a numerikus választ és a használt egyenletet.
Szabadesés mint különleges eset
A szabadesés kinematika a = g (kb. 9,81 m/s² lefelé) értékkel. Az ejtett tárgy (u = 0) s = (1/2)gt² távolságot esik. 1 másodperc után: 4,9 m. 2 másodperc után: 19,6 m. 3 másodperc után: 44,1 m. A sebesség lineárisan nő: 9,8 m/s 1 másodperc után, 19,6 m/s 2 másodperc után stb. (légellentállás figyelmen kívül hagyva).
Gyakran ismételt kérdések
Érvényesek-e az egyenletek felfelé mozgó tárgyakra?
Igen. Felfelé irányuló mozgáshoz pozitív kezdősebességet és negatív gyorsulást (lefelé húzó gravitáció) kell használni. Az egyenletek automatikusan kezelik a lassulást, a tetőponton megállást és a visszaesést. A csúcsmagasság elérésének időpontja v = 0-nál következik be, és a teljes repülési idő kétszerese a csúcspont eléréséhez szükséges időnek (szimmetrikus pályákon).
Mi történik, ha a gyorsulás nem állandó?
Ezek az egyenletek csak állandó gyorsulás esetén érvényesek. Változó gyorsuláshoz (pl. üzemanyagot égető rakéta vagy növekvő légellentállással találkozó tárgy) számítást kell alkalmazni – konkrétan a gyorsulásfüggvényt kell az idő szerint integrálni. Numerikus módszerek is közelíthetik a mozgást kis lépésekben.