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位移一半的速度公式推导过程

发表时间:2024-11-04 15:17:38 来源:网友投稿

位移一半的速度,即物体在位移距离的一半时的瞬时速度,可以通过物理学中的动能定理推导。首先设物体的质量为m,初始速度为v0,位移为s。根据动能定理,物体从初始位置移动到位置s的动能变化等于外力所做的功。由于只考虑物体沿直线运动,外力做的功等于物体所受的合外力F乘以位移s。

物体从初始位置移动到位移s/2时,动能变化为1/2 m v^2 - 1/2 m v0^2,其中v为物体在位移s/2时的速度。因力做的功为F * s/2。由动能定理有:

F s/2 = 1/2 m v^2 - 1/2 m * v0^2

化简得:

v^2 = v0^2 + (2F * s) / m

当位移为s/2时,代入s = 1/2s得:

v^2 = v0^2 + (2F (1/2s)) / m v^2 = v0^2 + (F s) / m

由于物体在位移s/2时的速度v等于位移一半的速度v1/2,所以:

v1/2^2 = v0^2 + (F * s) / m

这就是位移一半的速度公式。它表明在位移距离的一半时,物体的速度等于初始速度的平方加上外力所做的功除以物体质量的两倍。

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