|
Есть снаряд 5 грамм, к нему приложили силу в 1.5Н можно ли узнать его скорость какими-то методами? Если да, то какие еще параметры должны быть известны? Давайте представим, что эти параметры у нас есть. По какой формуле тогда будет высчитываться скорость движения данного тела? бонус за лучший ответ (выдан): 5 кредитов
Никак без дополнительных параметров. Сила является причиной ускорения по второму занону Ньютона a=F/m. Но скорость в каждый момент времени находится по формуле v=v0+a*t. Поэтому, чтобы узнать скорость, требуется ещё знать её начальное значение и сколько времени с этого момента прошло. Но если речь идёт именно о снаряде, то всё многкратно усложняется. Сила приложена к снаряду только до момента вылета снаряда из ствола и к тому же непостоянна. Сама сила изменяется пропорционально давлению пороховых газов. Кривая давления представлена на рисунке
Расчёт скорости и давления ведётся уже по баллистическим формулам, например таким: V=(al)/(b+l); v0=(aL)/(b+L); a=(v0(b+L))/L; P=((φmba^2)/S)*(l/(b+l)^3, где l – путь в стволе, L – длина нарезной части, a,b,φ – пороховые константы, S – площадь поперечного сечения ствола. Но даже в рогатке возникающая сила не постоянная, а обратно пропорциональна натяжению резины, и начальная скорость будет зависеть от этой переменной силы, массы и времени выстрела. Поэтому по тем данным (только сила и масса) практически ничего не вычислишь. система выбрала этот ответ лучшим
Kuzmich291192 6 лет назад В данном случае необходимо применить 2 закон Ньютона, но не в привычной для нас форме, а в дифференциальной: F=(p2-p1)/t, где F – сила, приложенная к телу, p1 – импульс тела до приложения силы, p2 – импульс тела после приложения силы, t – время приложения силы. То есть, результирующее значение силы, приложенное к телу есть изменение импульса этого тела за единицу времени. Именно в таком виде Ньютон вывел свой закон. Применим данную формулу. Дано: m=5*10^(-3) кг F=1.5 H Найти: v-? Как я понимаю, начальная скорость снаряда равна 0, следовательно второй закон Ньютона примет вид: F*t=p Расписав импульс и выразив скорость, имеем: F*t=m*v v=F*t/m Из полученной формулы видно, что для нахождения скорости нам необходимо знать время. Действительно, чем больше времени сила будет прилагаться к телу, тем больше она тело разгонит (или же затормозит, если направление силы и направление скорости разнонаправленны). Предположим, что t=1 с. Тогда v=1.5*1/5*10^(-3) v=1500/5 v=300 (м/с). Таким образом, для нахождения скорости тела, в данном случае, мы должны знать силу, действующую на тело, массу тела, и время действия силы на тело (при условии, что тело находилось в состоянии покоя).
SVFE48 4 месяца назад Можно рассчитать скорость снаряда, используя силу и массу снаряда, но необходима дополнительная информация. Формула для расчета скорости: Скорость = сила/масса В этом случае сила равна 1,5 Н, а масса равна 5 граммам. Чтобы использовать эту формулу, массу необходимо перевести в килограммы. 1 грамм = 0,001 килограмма 5 грамм = 5 * 0,001 = 0,005 килограмма Таким образом, скорость снаряда можно рассчитать как: Скорость = 1,5 Н / 0,005 кг = 300 м/с Важно отметить, что этот расчет дает только начальную скорость снаряда в момент приложения силы. Чтобы рассчитать конечную скорость, необходимо учитывать другие факторы, такие как сопротивление воздуха, гравитация и угол запуска. Для точного расчета конечной скорости снаряда необходимо знать следующие параметры: угол запуска начальная скорость масса снаряда сопротивление воздуха гравитационное ускорение время полета Когда эти параметры известны, уравнения движения можно использовать для расчета конечной скорости. Стоит отметить, что это упрощенный пример, и в реальных сценариях сопротивление воздуха и угол запуска являются критическими факторами, влияющими на конечную скорость снаряда.
dmitriy861 6 лет назад Пусть меня кто то поправит если ошибаюсь, но по моему тут второй закон Ньютона. В общем виде это частное от силы разделённой на массу!
Rafail 6 лет назад Если к телу массой 5 г приложить (и не убирать) силу в 1,5 Н, то она, согласно второму закону Ньютона, придаст ему ускорение а=F/m=1,5/0,005=300 м/c^2. Под действием этого ускорения тело начнёт увеличивать скорость по закону v=a*t, где t – время действия силы. Так что, зная формулу Вы можете рассчитать скорость тела в любой момент времени.
Михаил Белодедов 6 лет назад Через секунду – 1,5/0,005 = 300 м/с. Через 2 секунды – 600 м/с. Через 3 секунды – 900 м/с. Через 4 секунды – 1,2 км/с. Через 5 секунд – 1,5 км/с. Через 10 секунд – 3 км/с. Через 20 секунд – 6 км/с. А через полминуты скорость достигнет 8 км/с и, если снаряд к тому времени не воткнётся в Землю, он начнёт удаляться от поверхности Земли.
Если рассматривать данный вопрос с точки зрения школьных знания то F=m*a , F – сила, m – масса, a – ускорение. Что бы найти скорость в какой либо момент времени, достаточно ускорение умножить на время. Если же учитывать, что есть сила трения, то что сила прилагалась не равномерно и не постоянно, то тут нужны дополнительные данные.
Чосик более года назад Мы знаем, что сила равна произведению массы объекта на ускорение. Мы знаем приложенную силу и массу объекта. F= 1.5Н m = 5 = 0.005 кг F = m*a a = F/m a = 1.5/0.005 = 300 м/с. Теперь необходимо связать скорость и ускорение. v=v0+a*t То есть, чтобы узнать скорость движения в определенный момент, необходимо знать время.
владсандрович более года назад Скорость эта такая величина, которая в физике обозначается буковкой «V». Если же вы хотите ее найти, то нужно использовать правильную формулу и этой правильной формулой в конечном итоге является v = Ft/m. Буква F в ней обозначает силу, а t – время, а что касается буквы m, то она массу.
Aleksandr6052 6 лет назад Скорость можно определить по формуле: v = Ft/m. Здесь v – скорость, F – сила, t – время, m – масса. То есть, чтобы успешно решить поставленную задачку нам недостаёт ещё одной физической величины, а именно – времени. Знаете ответ? |
Главная 
Учёба 
Калькулятор расчётов массы, скорости, кинетической энергии
Калькулятор расчётов массы, скорости, кинетической энергии
Условные обозначения формулы: m – масса тела, V – скорость, E – кинетическая энергия.
Формула расчёта кинетической энергии: E=m*V2/2. Масса тела, умноженная на скорость в квадрате и разделённая на два.
Формула расчёта массы : m=E/V2*2. Кинетическая энергия, разделённая на скорость в квадрате и умноженное на два.
Формула расчёта скорости: V=[квадратный корень][E/(1/2*m)]. Кинетическую энергию, делим на половину массы и извлекаем квадратный корень.
Заполните поля, оставив, пустым, только поле которое вы хотите узнать. Например: чтобы узнать кинетическую энергию, заполните массу и скорость.
Калькулятор расчёта массы, скорости, кинетической энергии, онлайн
Потенциальная энергия тела
Понравилась страница? Поделитесь ссылкой в социальных сетях. Поддержите проект!
Нет комментариев.
Содержание:
- Определение и формула скорости
- Скорость в разных системах координат
- Частные случаи формул для вычисления скорости
- Единицы измерения скорости
- Примеры решения задач
Определение и формула скорости
Определение
Мгновенной скоростью (или чаще просто скоростью) материальной точки называется физическая величина равная первой производной от радиус–вектора
$bar{r}$ точки по времени (t). Обозначают скорость обычно буквой v.
Это векторная величина. Математически определение вектора мгновенной скорости записывается как:
$$bar{v}=frac{d bar{r}}{d t}=dot{bar{r}}(1)$$
Скорость имеет направление указывающее направление движения материальной точки и лежит на касательной к траектории ее движения.
Модуль скорости можно определить как первую производную от длины пути (s) по времени:
$$v=frac{d s}{d t}=dot{s}(2)$$
Скорость характеризует быстроту перемещения в направлении движения точки по отношениюк рассматриваемой системе координат.
Скорость в разных системах координат
Проекции скорости на оси декартовой системы координат запишутся как:
$$v_{x}=dot{x} ; v_{y}=dot{y} ; v_{z}=dot{z}(3)$$
Следовательно, вектор скоростив декартовых координатах можно представить:
$$bar{v}=dot{x} bar{i}+dot{y} bar{j}+dot{z} bar{k}(4)$$
где $bar{i}, bar{j}, bar{k}$ единичные орты. При этом модуль вектора скорости находят при помощи формулы:
$$v=sqrt{(dot{x})^{2}+(dot{y})^{2}+(dot{z})^{2}}(5)$$
В цилиндрических координатах модуль скорости вычисляют при помощи формулы:
$$v=sqrt{(dot{rho})^{2}+(rho dot{varphi})^{2}+(dot{z})^{2}}(6)$$
в сферической системе координат:
$$v=sqrt{(r)^{2}+(r dot{theta})^{2}+(r dot{varphi} sin theta)^{2}}(7)$$
Частные случаи формул для вычисления скорости
Если модуль скорости не изменяется во времени, то такое движение называют равномерным (v=const).
При равномерном движении скорость можно вычислить, применяя формулу:
$$v=frac{s}{t}(8)$$
где s– длина пути, t – время, за которое материальная точка преодолела путь s.
При ускоренном движении скорость можно найти как:
$$bar{v}=int_{t_{1}}^{t_{2}} bar{a} d t(9)$$
где $bar{a}$ – ускорение точки,
$t_{1} leq t leq t_{2}$ – отрезок времени, в течение которого рассматривается скорость.
Если движение является равнопеременным, то применяется следующая формула для вычисления скорости:
$$bar{v}=bar{v}_{0}+bar{a} t$$
где $bar{v}_0$ – начальная скорость движения,
$bar{a} = const$ .
Единицы измерения скорости
Основной единицей измерения скорости в системе СИ является: [v]=м/с2
В СГС: [v]=см/с2
Примеры решения задач
Пример
Задание. Движение материальной точки А задано уравнением:
$x=2 t^{2}-4 t^{3}$ . Точка начала свое движение при
t0=0 c.Как будет двигаться рассматриваемая точка по отношению к оси X в момент времени t=0,5 с.
Решение. Найдем уравнение, которое будет задавать скорость рассматриваемой материальной точки, для
этого от функции x=x(t), которая задана в условиях задачи, возьмем первую производную по времени, получим:
$$v=frac{d x}{d t}=4 t-12 t^{2}(1.1)$$
Для определения направления движения подставим в полученную нами функцию для скорости v=v(t) в (1.1) указанный в условии момент
времении сравним результат с нулем:
$$v(t=0,5)=4 cdot 0,5-12(0,5)^{2}=-1 lt 0$$
Так как мы получили, что скорость в указанный момент времени отрицательна, следовательно, материальная точка движется против оси X.
Ответ. Против оси X.
236
проверенных автора готовы помочь в написании работы любой сложности
Мы помогли уже 4 430 ученикам и студентам сдать работы от решения задач до дипломных на отлично! Узнай стоимость своей работы за 15 минут!
Пример
Задание. Скорость материальной точки является функцией от времени вида:
$$v=10left(1-frac{t}{5}right)$$
где скорость в м/с, время в c. Какова координата точки в момент времени равный 10 с, в какой момент времени точка будет на расстоянии
10 м от начала координат? Считайте, что при t=0 c точка началадвижение из начала координат по оси X.
Решение. Точка движется по оси X, cвязь координаты x и скорости движения определена формулой:
$$x=int_{0}^{t} v d t=int_{0}^{t} 10left(1-frac{t}{5}right) d t=10 t-frac{10 t^{2}}{2 cdot 5}=10 t-t^{2}(2.1)$$
Для ответа на первый вопрос задачи подставим в выражение (2.1) время t=10 c, имеем:
$$x=10 cdot 10-(10)^{2}=0(m)$$
Для того чтобы определить в какой момент времени точка будет находиться на расстоянии 10 м от начала координат
приравняем выражение (2.1) к 10 и решим, полученное квадратное уравнение:
$$
begin{array}{c}
10 t-t^{2}=10(2.2) \
t_{1}=5+sqrt{15} approx 8,8(c) ; t_{2}=5-sqrt{15} approx 1,13(c)
end{array}
$$
Рассмотрим второй вариант нахождения точки на расстоянии 10 м от начала координат, когда x=-10. Решим квадратное уравнение:
$$10 t-t^{2}=-10(2.3)$$
При решении уравнения (2.3) нам подойдет корень равный:
$$t_{3}=5+6=11 (c)$$
Ответ. 1) $x=0 mathrm{~m}$ 2) $t_{1}=8,8 mathrm{c}, t_{2}=1,13 c, t_{3}=11 c$
Читать дальше: Формула средней скорости.
Как найти скорость, зная массу и скорость?
Поясню : в задаче дано m1 и m2, а так же u1.
Нужно найти вторую скорость.
Дайте формулу, пожалуйста.
На этой странице сайта вы найдете ответы на вопрос Как найти скорость, зная массу и скорость?,
относящийся к категории Физика. Сложность вопроса соответствует базовым
знаниям учеников 5 – 9 классов. Для получения дополнительной информации
найдите другие вопросы, относящимися к данной тематике, с помощью поисковой
системы. Или сформулируйте новый вопрос: нажмите кнопку вверху страницы, и
задайте нужный запрос с помощью ключевых слов, отвечающих вашим критериям.
Общайтесь с посетителями страницы, обсуждайте тему. Возможно, их ответы
помогут найти нужную информацию.
Как правило, результирующая сила, действующая на объект, зависит от веса объекта. Вес дает массу, умноженную на ускорение объекта. Зная вес, как найти скорость с ускорением и массой?
Необходимо приложить определенное количество силы к объекту, чтобы вызвать движение. Поскольку объект находится в движении, физическая сущность, скорость, ускорение, расстояние, и время необходимо для описания его движения. Все объекты обладают определенной массой. Тогда зная массу и ускорение, как найти скорость обсуждается.
Масса и ускорение — это физическая сущность, описывающая количество силы, необходимой для движения тела. Скорость — это термин, который всегда гарантирует, что тело находится в движении; мы можем связать эти три, рассматривая время, затрачиваемое телом на путешествие.
Масса тела не изменяет скорость так как масса есть величина постоянная, а движущееся тело обладает кинетической энергией. То кинетическая энергия пропорциональна как скорости, так и массе. Таким образом, мы можем связать массу и скорость. Поскольку изменение скорости дает ускорение, мы можем получить скорость из массы и ускорения.
Как найти скорость с ускорением и массу, когда дано время?
Если тело движется с ускорением a и имеет массу m, то как найти скорость с ускорением а масса объекта дана?
Кинематическое исследование всегда описывает движение объекта в плоскости. В целом, расстояние ускорения и время – это сущность, которая помогает найти скорость. Но попробуем ответить на вопрос, учитывая время, массу и ускорение.
Для любого объекта, если он движется, это означает, что над объектом должна быть проделана некоторая работа. Работу над объектом можно записать в виде
W = сила * общее расстояние, пройденное объектом
Вт = F * х
Мы можем рассчитать силу по формуле F = ma.
Так как тело движется, то полная работа, совершаемая телом, равна
W = кинетическая энергия + потенциальная энергия
Объект обладает нулевой потенциальной энергией, потому что вся потенциальная энергия теряется из-за движения объекта. Следовательно, уравнение полной выполненной работы можно записать в виде
W = 1/2 мВ2
При сравнении приведенных выше двух уравнений получаются равные.
Fx = 1/2 мВ2
Переставляя члены, мы получаем скорость как функцию силы, расстояния и массы.
v2=2Fx/м
Исходя из определения скорости и ускорения, расстояние, пройденное телом x, можно записать через ускорение как
х = при2
Подставляя значение расстояния в уравнение скорости,
v2=2жир2/m
Извлекая квадратный корень, мы получаем требуемое уравнение, которое дает решение, как найти скорость с помощью ускорение и расстояние as
v=√2Жир2/m
Как найти скорость через ускорение и массу, если известно расстояние?
Каждый объект обладает определенным количеством потенциальной энергии, которая отвечает за движение объекта. Потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, когда объект начинает двигаться.
Потенциальная энергия всегда связана с массой и ускорением объекта. Над объектом должна быть проделана какая-то работа, чтобы преодолеть потенциальная энергия.
Совершенная работа определяется
Вт = Fд
Сила определяется вторым законом движения Ньютона как F = ma
Следовательно, совершенная работа равна W= mad
Эта работа есть не что иное, как потенциальная энергия. Как только объект преодолевается от потенциальной энергии, объект начинает двигаться с определенной скоростью. Таким образом, кинетической энергией обладает один и тот же объект. Его можно дать как
KE = 1/2 мВ2
Скорость объекта можно записать, переставив члены как
v2 = 2КЕ/м
Но мы не знаем о кинетической энергии, которой обладает тело. От закон сохранения энергии, ясно, что KE = PE; когда объект начнет двигаться, потенциальная энергия будет равна кинетической энергии. Итак, уравнение будет
v2 = 2PE/м
v=√2PE/м
Нам дано ускорение и масса объекта, дано расстояние; следовательно, мы можем подставить вычисленное значение потенциальной энергии, чтобы получить скорость.
Пример Задачи о том, как найти скорость с ускорением и массой
Задача 1) Тело массой 2 кг движется по рампе, и каждые 2 секунды тело начинает ускоряться со скоростью 3 м/с.2. Вычислите скорость объекта в рампе.
Решение:
Приведенные данные – масса объекта m = 2 кг.
Ускорение a = 3 м / с2.
Время, необходимое для ускорения t = 2 секунды.
Сила, приложенная для удержания тела в движении, определяется выражением
F = ма
F = 2 * 3
F = 3 Н.
Скорость объекта
v=2PE*m*2Fat2/m
v=√2*6*3* 22/2
v = 72 м / с.
Задача 2) Рассчитайте скорость толкателя ядра массой 3 кг, который движется по поверхности под действием силы 23 Н и преодолевает расстояние 6 метров.
Решение:
Приведены данные -Масса толкания ядра m = 3 кг.
Приложенная сила F = 23 Н.
Расстояние х = 6 м.
Учитывая второй закон Ньютона, ускорение можно представить как
F = ма
a = 7.66 м / с2.
Из кинематических уравнений скорость определяется как
х = при2
t2 = х/а
т = √ х / а
т = 6 / 7.66
т=0.78 сек.
v=√2Жир2/m
v=√2*7,66*23*0.782/2
v= 8.45
Задача 3) Тело массой 6 кг скользит по ровной поверхности. Расстояние, пройденное объектом, составляет 12 м. Ускорение тела 3 м/с2. Вычислите скорость тела и, следовательно, найдите полную работу, совершенную над телом.
Решение:
Приведены данные – масса объекта = 6 кг.
Ускорение тела a = 3 м/с2.
Расстояние, пройденное объектом x = 12 м.
Поскольку нам предоставлены масса, расстояние и ускорение, потенциальная энергия объекта равна
PE = безумный
ПЭ = 6 * 3 * 12
ЭЭ = 216 Дж.
Тогда скорость объекта равна
v2 = 2PE/м
v2 = 2 * 216 / 6
v2 = 72
v = 8.48 м / с.
Полная проделанная работа выражается как
W = КЭ + ПЭ
Поскольку мы предположили, что кинетическая энергия равна потенциальной энергии, то полная работа будет
Вт = 2PE
Вт = 2*216
Вт = 432 Дж.
Задача 4) Потенциальная энергия, которой обладает тело, равна 116 Дж, а масса тела равна 4 кг. Когда тело начинает двигаться, его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию. Путь, пройденный телом, равен 14 м. Вычислить скорость тела и, следовательно, найти ускорение тела.
Решение:
Данные, предоставленные для расчета
Масса тела m = 4 кг
Путь, пройденный телом d = 14 м.
Потенциальная энергия тела PE = 116 Дж.
Из законов сохранения энергии PE = KE. Следовательно, кинетическая энергия определяется выражением
KE = 1/2 мВ2
Скорость тела равна
v2 = 2КЕ/м
v2 = 2 * 116 / 4
v = 7.61 м / с.
We знать, что потенциальная энергия PE = безумный
а=ПЭ/мд
а=116/4*14
a = 2.07 м / с2.
Задача 5) Диск массой 2 кг скользит по ровной поверхности и проходит расстояние 6 метров за промежуток времени 3 секунды. Ускорение диска равно 4 м/с.2. Вычислите скорость диска, а также найдите кинетическую энергию диска.
Решение:
Дано – масса диска m = 2 кг.
Путь, пройденный диском d = 6 м.
Время прохождения 6 м пути t = 3 с.
Ускорение диска a = 4 м/с2. Чтобы вычислить скорость диска, рассмотрим уравнение
v2=2жир2/m
Но сила определяется уравнением F = ma
v2=2(мА)в2/m
v2 = 2a2t2
Подставляя данные значения в приведенную выше формулу,
v2 = 2 (3)2(4)2
v2 = 288
v = 16.97 м / с.
КЕ=1/2 мВ2
КЭ=1/2 (2*16.972)
КЭ = 287.98 Дж.
Задача 6) к объекту прикладывается некоторая сила, чтобы начать движение; при приложении силы 87 Н тело начинает разгоняться с ускорением 5 м/с.2. Тело достигает изменения скорости тела равной 16 м/с. Вычислите время, необходимое для ускорения, расстояние, пройденное телом, и, следовательно, найдите массу и кинетическую энергию.
Решение:
Дано – Скорость объекта v = 16 м/с.
Ускорение объекта a = 5 м / с2.
Сила, приложенная к объекту F = 87 Н.
Мы знаем, что время, затрачиваемое объектом, определяется отношением скорость и ускорение.
т=в/а
т = 16 / 5
т = 3.2 секунды.
Путь, пройденный телом, можно рассчитать как
д = v * т
д = 16 * 3.2
d = 51.2 м.
Чтобы найти массу объекта, рассмотрим второй закон Ньютона F = ma
м=Ф/а
м=87/5
м = 17.4 кг.
KE = 1/2 мВ2
КЭ = 1/2 (17.4*162)
КЭ = 2.22*103
