00:00
00:00
KURSER  / 
Fysik 1
/  Rörelse

Sträckformel 2 för likformigt accelererad rörelse

Författare:Fredrik Vislander
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet

I den här genomgången diskuterar vi ytterligare en sträckformel för likformigt accelererad rörelse som vi kallar sträckformel 2.

I lektionen går vi igenom hur vi tar fram sträckformel 2 och den får följande utseende:

Sträckformel 2 för likformigt accelererad rörelse:

s=(v0+v2)ts = (\frac{v_0+v}{2})t

där v0v_0 är starthastigheten, vv är sluthastigheten och tt är tiden som rörelsen pågår. 

Observera att om vi jämför sträckformel 2 med sträckformeln för rörelse med konstant hastighet (s=vmt)s=v_m \cdot t) så ser vi att OM vi har likformigt accelererad rörelse så är medelhastigheten=starthastigheten+sluthastigheten dividerat med 2:

Formel för medelhastighet

vm=(v0+v2)v_m = (\frac{v_0+v}{2})

Det som skiljer sträckformel 2 från sträckformel 1 är att sträckformel 2 inte innehåller accelerationen. Vi behöver alltså inte känna till accelerationen för att beräkna sträckan trots att vi har en accelererad rörelse.

Exempel

Exempel 1

En hare står och gnager på en morot när den får syn på en smygande räv i buskarna. Haren ökar farten från stillastående till 50 km/h50\text{ }\text{km/h}50 km/h på 5 sekunder.  Använd sträckformel 2 för att beräkna hur långt haren skuttar under denna tid? 

Lösning

Först sammanställer vi vad vi vet:

 v0=0v_0=0v0=0 

 v=50 km/h=503,6 m/s13,9 m/sv=50\text{ }\text{km/h}=\frac{50}{3,6}\text{ }\text{m/s}\approx13,9\text{ }\text{m/s}v=50 km/h=503,6  m/s13,9 m/s 

 t=5 st=5\text{ }st=5 s 

Vi vet inte vad accelerationen är men det gör inget då vi har allt vi behöver för att använda sträckformel 2:

 s=(v0+v2)t=(0+13,92)535 m/ss=\left(\frac{v_0+v}{2}\right)t=\left(\frac{0+13,9}{2}\right)\cdot5\approx35\text{ }\text{m/s}s=(v0+v2 )t=(0+13,92 )·535 m/s 

Svar

Haren springer ca 35 m på 5 sekunder.

Exempel 2

En fallskärmshoppare faller fritt i en hastighet av 193 km/h. Hon vecklar sedan ut fallskärmen vilket får till följd att hastigheten minskar under 5 sekunder. Under denna tid hinner hon falla ytterligare 153 meter. Använd sträckformel 2 för att beräkna hennes sluthastighet.

Lösning

Först sammanställer vi vad vi vet:

v0=193 km/h=1933,6 m/s53,6 m/sv_0=193\text{ km/h}=\frac{193}{3,6}\text{ m/s}\approx53,6\text{ }\text{m/s}v0=193 km/h=1933,6  m/s53,6 m/s 

 t=5 st=5\text{ }st=5 s 

 s=153 ms=153\text{ }ms=153 m 

Vi söker sluthastigheten v och löser ut den ur sträckformel 2:

 s=(v0+v2)t=>v=2stv0=2153553,67,6 m/ss=\left(\frac{v_0+v}{2}\right)t=>v=\frac{2s}{t}-v_0=\frac{2\cdot153}{5}-53,6\approx7,6\text{ }\text{m/s}s=(v0+v2 )t=>v=2st v0=2·1535 53,67,6 m/s 

Svar

Sluthastigheten blir 7,6 m/s. En rimlig hastighet att landa i.

Härledning av sträckformel 2 för likformigt accelererad rörelse

Vi har i videon visat hur man kommer fram till uttrycket

  s=s1+s2=v0t+(vv0)t2s=s_1+s_2=v_0t+\frac{\left(v-v_0\right)t}{2}s=s1+s2=v0t+(vv0)t2  

Vi bryter ut tiden ur uttrycket:

  s=s1+s2=v0t+(vv0)t2=(v0+(vv0)2)ts=s_1+s_2=v_0t+\frac{\left(v-v_0\right)t}{2}=\left(v_0+\frac{\left(v-v_0\right)}{2}\right)ts=s1+s2=v0t+(vv0)t2 =(v0+(vv0)2 )t 

Vi kan nu dela upp kvoten i parentesen i två termer med samma nämnare:

  s=s1+s2=v0t+(vv0)t2=(v0+(vv0)2)t=(v0+v2v02)ts=s_1+s_2=v_0t+\frac{\left(v-v_0\right)t}{2}=\left(v_0+\frac{\left(v-v_0\right)}{2}\right)t=\left(v_0+\frac{v}{2}-\frac{v_0}{2}\right)ts=s1+s2=v0t+(vv0)t2 =(v0+(vv0)2 )t=(v0+v2 v02 )t  

En hel v0v_0v0 minus en halv v0v_0v0 blir ju en halv v0v_0v0:

  s=s1+s2=v0t+(vv0)t2=(v0+(vv0)2)t=(v0+v2v02)t=(v02+v2)ts=s_1+s_2=v_0t+\frac{\left(v-v_0\right)t}{2}=\left(v_0+\frac{\left(v-v_0\right)}{2}\right)t=\left(v_0+\frac{v}{2}-\frac{v_0}{2}\right)t=\left(\frac{v_0}{2}+\frac{v}{2}\right)ts=s1+s2=v0t+(vv0)t2 =(v0+(vv0)2 )t=(v0+v2 v02 )t=(v02 +v2 )t

Eftersom vi har samma nämnare i de två kvoterna så kan vi sätta dem på ett gemensamt bråkstreck:  

  s=s1+s2=v0t+(vv0)t2=(v0+(vv0)2)t=(v0+v2v02)t=(v02+v2)t=(v0+v2)ts=s_1+s_2=v_0t+\frac{\left(v-v_0\right)t}{2}=\left(v_0+\frac{\left(v-v_0\right)}{2}\right)t=\left(v_0+\frac{v}{2}-\frac{v_0}{2}\right)t=\left(\frac{v_0}{2}+\frac{v}{2}\right)t=\left(\frac{v_0+v}{2}\right)ts=s1+s2=v0t+(vv0)t2 =(v0+(vv0)2 )t=(v0+v2 v02 )t=(v02 +v2 )t=(v0+v2 )t 

och vi har till sist fått att sträckformel 2 blir:

  s=(v0+v2)ts=\left(\frac{v_0+v}{2}\right)ts=(v0+v2 )t