Что такое калькулятор SUVAT?
SUVAT — это мнемоническое сокращение для пяти величин, которые используются в кинематических уравнениях движения тела с постоянным ускорением: s (перемещение), u (начальная скорость), v (конечная скорость), a (ускорение) и t (время). В англоязычной физике эти уравнения как раз и называют «уравнениями SUVAT» — в русской школьной программе им соответствуют привычные формулы равноускоренного движения. Калькулятор берёт три самые известные величины — начальную скорость, ускорение и время — и вычисляет конечную скорость, перемещение, а также контрольное значение v². Это универсальный физический инструмент, который работает в любой стране.
Как пользоваться калькулятором
Введите начальную скорость u в метрах в секунду, ускорение a в метрах в секунду в квадрате (для свободного падения возьмите 9,8) и прошедшее время t в секундах. Нажмите «Рассчитать», чтобы увидеть конечную скорость v и перемещение s. Для верного результата используйте единицы СИ во всех полях.
Разбор формул
Четыре основные формулы SUVAT выглядят так:
$$v = u + a \cdot t$$ — конечная скорость равна начальной скорости плюс произведение ускорения на время.
$$s = u \cdot t + \tfrac{1}{2}\, a \cdot t^{2}$$ — перемещение равно площади под графиком зависимости скорости от времени.
$$v^{2} = u^{2} + 2\, a \cdot s$$ — связывает скорость и путь без участия времени.
$$s = \tfrac{1}{2}(u + v) \cdot t$$ — перемещение через среднюю скорость.
В этом калькуляторе первые две формулы используются как основные, а остальные выводятся из них.
Пример расчёта
Автомобиль трогается со скоростью \(u = 5\) м/с и разгоняется с ускорением \(a = 2\) м/с² в течение \(t = 4\) с. Конечная скорость: $$v = 5 + 2 \times 4 = 13 \text{ м/с}$$ Перемещение: $$s = 5 \times 4 + \tfrac{1}{2} \times 2 \times 4^{2} = 20 + 16 = 36 \text{ м}$$
Частые вопросы
Какие единицы использовать? Единицы СИ: метры, секунды, м/с и м/с². Если все исходные данные согласованы между собой, результаты получатся в соответствующих единицах.
Может ли ускорение быть отрицательным? Да. Отрицательное значение задают при торможении или при движении вниз, если за положительное направление принято движение вверх.
Работают ли формулы SUVAT при переменном ускорении? Нет — они предполагают постоянное (равномерное) ускорение. Для переменного ускорения нужны методы математического анализа.
