Velocidad inicial
Cuando se considera el movimiento de un cuerpo, tenemos los siguientes factores para explicar el movimiento, la velocidad inicial, la velocidad final, la aceleración, el desplazamiento y el intervalo de tiempo. Aquí la velocidad inicial de una sustancia es la velocidad que el cuerpo se moverá en el tiempo t = 0 [matemática] t = 0 [/ matemática]. Por el valor conocido de la velocidad inicial, se pueden calcular otros parámetros relacionados con el movimiento de un cuerpo. En esta sección aprenderemos más sobre la velocidad inicial.
¿Qué es la velocidad inicial?
- Si supongamos que el hombre viaja a la velocidad de la luz, ¿podría ver su rostro en el espejo, si el espejo está en su mano?
- ¿Cuál es un ejemplo de velocidad?
- ¿Existe algún experimento mental que haga que la dilatación del tiempo debido a la gravedad sea más intuitiva?
- Si la velocidad = 548000000 km / s, ¿cuál sería la energía potencial total en MeV o julios? Sé que nada puede ir más rápido que la velocidad de la luz, pero aún así necesito este resultado.
- ¿Una nave espacial que viaja a una fracción significativa de la velocidad de la luz requeriría protección, es decir, de los micrometeoroides? ¿Cómo funcionaría esto?
Cuando un objeto se pone en movimiento, la velocidad con la que se mueve al comenzar se llama Velocidad inicial . Normalmente, cuando un objeto se pone en movimiento desde el reposo, la velocidad inicial será igual a cero, pero depende de varios otros factores, como el impacto inicial, el estado de movimiento utilizó una referencia para el cálculo, por lo que puede no ser cero.
Por ejemplo, cuando una bola se pone en movimiento desde el reposo en t = 0 [matemática] t = 0 [/ matemática] (tiempo) y posteriormente se toman observaciones posteriores de la velocidad final. Pero supongamos que en otro conjunto de referencia las observaciones comienzan a tomarse en t = 1 [matemática] t = 1 [/ matemática] segundos, luego la velocidad inicial para el segundo conjunto de observación no será cero sino que será igual a algún valor.
Fórmula de velocidad inicial
Hay un total de tres conjuntos de ecuaciones que se usan para calcular la velocidad inicial o la velocidad inicial se usa en estas ecuaciones y se usa para calcular cualquiera de los otros componentes
v = u + en [matemáticas] v = u + en [/ matemáticas]
s [matemáticas] s [/ matemáticas] = ut [matemáticas] ut [/ matemáticas] + 12 [matemáticas] 12 [/ matemáticas] at2 [matemáticas] at2 [/ matemáticas]
s [matemáticas] s [/ matemáticas] = 12 (v + u) t [matemáticas] 12 (v + u) t [/ matemáticas]
v2 = u2 + 2as [matemáticas] v2 = u2 + 2as [/ matemáticas]
Donde, v [matemática] v [/ matemática] = Velocidad finalu [matemática] u [/ matemática] = Velocidad inicialt [matemática] t [/ matemática] = El tiempo a [matemática] a [/ matemática] = Aceleraciones [matemática] s [/ math] = desplazamiento
En caso de desaceleración, a será negativo (es decir, a <0 [matemática] a <0 [/ matemática]) y la velocidad final posterior será menor que la velocidad inicial (es decir, v <u [matemática] v 0 [matemática] a> 0 [/ matemática]), la velocidad final será mayor que la velocidad inicial (es decir, v> u [matemática] v> u [/ matemática]).
Velocidad inicial y velocidad final
La velocidad inicial de una sustancia es la velocidad que se moverá en el tiempo t = 0 [matemáticas] t = 0 [/ matemáticas]. La velocidad final de la sustancia es la velocidad de la sustancia que se moverá en el tiempo t.
Tanto la velocidad final como la inicial pueden ser cero en ciertas situaciones.
Si un automóvil comienza desde el reposo, su velocidad inicial es cero. Si se lanza un proyectil al espacio, su velocidad inicial será mayor que cero. Si un automóvil se detiene después de aplicar el freno, la velocidad inicial será mayor que cero, pero la velocidad final será cero.
Encontrar la velocidad inicial
Los siguientes son los problemas iniciales de velocidad.
Ejemplos resueltos
Pregunta 1: Una moto adquiere una velocidad de 72 km / h en 10 segundos a partir del resto. Calcular la aceleración?
Solución:
Dado:
Velocidad inicial u [matemáticas] u [/ matemáticas] = 0 [matemáticas] 0 [/ matemáticas]
Velocidad final v [matemáticas] v [/ matemáticas] = 72 [matemáticas] 72 [/ matemáticas] km / h
= 72 × 100060 × 60 [matemática] 72 × 100060 × 60 [/ matemática] = 20 [matemática] 20 [/ matemática] m / s
Tiempo necesario = 10 [matemáticas] 10 [/ matemáticas] s.
Aceleración a [matemática] a [/ matemática] = v − ut [matemática] v − ut [/ matemática]
= 20−010 [matemáticas] 20−10 [/ matemáticas]
= 2 [matemáticas] 2 [/ matemáticas] m / s
2
.
Pregunta 2: Se lanza una flecha hacia arriba en el aire desde el suelo. La altura máxima de la flecha es h [matemáticas] h [/ matemáticas] = 16t2 + 64t + 6 [matemáticas] 16t2 + 64t + 6 [/ matemáticas]. Encuentra la velocidad inicial de la flecha?
Solución:
Dada la altura máxima es h [matemática] h [/ matemática] = 16t2 + 64t + 6 [matemática] 16t2 + 64t + 6 [/ matemática]
Queremos encontrar la velocidad inicial de la flecha.
V [matemática] V [/ matemática] = dhdt [matemática] dhdt [/ matemática] = ddt [matemática] ddt [/ matemática] (16t2 + 64t + 6) [matemática] (16t2 + 64t + 6) [/ matemática]
V [matemática] V [/ matemática] = dhdt [matemática] dhdt [/ matemática] = 32t + 64 [matemática] 32t + 64 [/ matemática]
Para encontrar la velocidad inicial tenemos que conectar el tiempo t = 0 [matemática] t = 0 [/ matemática].
V [matemáticas] V [/ matemáticas] = 32 (0) +64 [matemáticas] 32 (0) +64 [/ matemáticas]
La velocidad inicial es V = 64 [matemática] V = 64 [/ matemática].
Pregunta 3: Se lanza una pelota hacia arriba. Alcanza una altura de 10 my luego comienza a caerse. ¿Puedes calcular la velocidad inicial con la que la pelota fue lanzada hacia arriba?
Solución:
Dado,
Distancia S [matemática] S [/ matemática] = 10 [matemática] 10 [/ matemática] m
Aceleración debido a la gravedad g [matemática] g [/ matemática] = 9.8 [matemática] 9.8 [/ matemática] m / s
2
Velocidad final v = 0 [matemática] v = 0 [/ matemática]
Tenemos
v2 [matemáticas] v2 [/ matemáticas] = u2 + 2as [matemáticas] u2 + 2as [/ matemáticas]
reorganizando esto
tenemos s [matemáticas] s [/ matemáticas] = u22a [matemáticas] u22a [/ matemáticas]
Poniendo los valores en la ecuación,
obtenemos
10 [matemática] 10 [/ matemática] = u22 × 9.8 [matemática] u22 × 9.8 [/ matemática]
u2 [matemática] u2 [/ matemática] = 10 × 2 × 9.8 [matemática] 10 × 2 × 9.8 [/ matemática] = 196 [matemática] 196 [/ matemática]
u [matemáticas] u [/ matemáticas] = 14 [matemáticas] 14 [/ matemáticas] m / s