Cómo calcular la velocidad de un objeto caído basada en la altura

Aceleración debido a la gravedad hace que un objeto cayendo acelere mientras que viaja. Porque cambia constantemente la velocidad de un objeto cae, no puede ser capaz de medir con precisión. Sin embargo, se puede calcular la velocidad basada en la altura de la caída; el principio de conservación de la energía, o las ecuaciones básicas para la altura y velocidad, proporcionan la relación necesaria. Para utilizar la conservación de la energía, debe equilibrar la energía potencial del objeto antes de que caiga con su energía cinética cuando aterriza. Para utilizar las ecuaciones de la física básica para la altura y velocidad, resolver la ecuación de la altura por vez y luego resolver la ecuación de velocidad.

Instrucciones

Conservación de la energía

• Determinar la altura desde la que cayó el objeto. Multiplique la altura por la aceleración del objeto debido a la gravedad. La aceleración debido a la gravedad es 32.2 ft/s ^ 2 para unidades de inglés, o 9,8 m/s ^ 2 para unidades SI. Si te dejas caer un objeto de 15 pies, por ejemplo, multiplicas 15 * 32,2 pies/s ^ 2 para obtener 483 pies ^ 2/s ^ 2.

• Multiplique el resultado por 2. Por ejemplo, de 483 pies ^ 2/s ^ 2 * 2 = 966 ft ^ 2/s ^ 2.

• Tomar la raíz cuadrada del resultado anterior para calcular la velocidad cuando el objeto toca el suelo. La raíz cuadrada de 966 ft ^ 2/s ^ 2 es 31,1 ft/s, por lo que el objeto de este ejemplo golpearía la tierra viajando a 31,1 pies/s.

Funciones de velocidad y altura

• Determinar la altura desde la que cayó el objeto. Multiplica la altura por 2 y dividir el resultado por la aceleración del objeto debido a la gravedad. Si el objeto cae desde 5 m, la ecuación tendría este aspecto: (2 * 5 m) / (9.8 m/s ^ 2) = 1.02 s ^ 2.

• Tomar la raíz cuadrada del resultado para calcular el tiempo que tarda el objeto en caer. Por ejemplo, la raíz cuadrada de 1.02 s ^ s 2 es igual a 1.01.

• Multiplicar el tiempo por la aceleración debido a la gravedad para encontrar la velocidad cuando el objeto toca el suelo. Si tarda 9,9 segundos para el objeto para golpear el suelo, su velocidad es (1.01 s) * (9,8 m/s ^ 2), o 9.9 m/s.

Consejos y advertencias

  • Si eres capaz de medir el tiempo que tarda el objeto en caer, simplemente multiplicar ese tiempo por la aceleración debido a la gravedad para encontrar la velocidad final.
  • Si quieres saber la velocidad del objeto en algún momento antes de que caiga al suelo, utilizar la distancia que del objeto ha caído en ese momento en lugar de la distancia al suelo en cualquier ecuación.
  • Multiplicar pies por segundo por 0.68 para encontrar la velocidad del objeto en millas por hora.
  • Estas ecuaciones no se aplican a objetos cayó desde muy alto, porque esos objetos alcanzará una velocidad terminal antes de que lleguen al suelo. Si conoces la velocidad terminal de un objeto, divida ese número entre la raíz cuadrada de 2 * g para determinar la altura máxima para la cual estas ecuaciones será válidas para ese objeto.

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