Kalkulator prędkości i przyspieszenia (kinematyka)

Prędkość średnia to iloraz przebytej drogi i czasu potrzebnego do jej przebycia: v = s / t. Podawana jest w m/s (jednostka SI) lub km/h. Nie opisuje chwilowych zmian prędkości, lecz jej uogólniona wartość na całym odcinku ruchu.

Aby przeliczyć metry na sekundę na kilometry na godzinę, należy pomnożyć wartość przez 3,6: v(km/h) = v(m/s) x 3,6. Przykład: 10 m/s = 36 km/h. Współczynnik 3,6 wynika z definicji jednostek (1 m/s = 3600 m/h = 3,6 km/h).

Przyspieszenie to zmiana prędkości w czasie: a = (v - v0) / t, gdzie v to prędkość końcowa, v0 to prędkość początkowa, a t to czas. Jednostka przyspieszenia w układzie SI to m/s². Przyspieszenie może być dodatnie (przyspieszanie) lub ujemne (hamowanie).

Przyspieszenie ziemskie g wynosi około 9,81 m/s². Oznacza to, że swobodnie spadające ciało (bez oporu powietrza) zwiększa prędkość o około 9,81 m/s co sekundę. Kalkulator podaje wynik przyspieszenia również jako ułamek g, np. 3 m/s² = 0,306 g.

Drogę obliczamy ze wzoru s = v x t, gdzie v to prędkość w m/s, a t to czas w sekundach. Wynik podawany jest w metrach (m) oraz kilometrach (km). Przykład: pojazd jadący 20 m/s przez 300 s przejedzie 6000 m = 6 km.

Czas obliczamy ze wzoru t = s / v, gdzie s to droga w metrach, a v to prędkość w m/s. Wynik podawany jest w sekundach (s) oraz minutach (min). Przykład: 180 km przy średniej prędkości 90 km/h (25 m/s) = 7200 s = 120 min = 2 godziny.

Prędkość opisuje jak szybko ciało się porusza (m/s lub km/h), natomiast przyspieszenie opisuje jak szybko zmienia się prędkość (m/s²). Można jechać z dużą prędkością przy zerowym przyspieszeniu (jednostajny ruch) albo mieć duże przyspieszenie startując od zera.

Kinematyka to dział mechaniki klasycznej opisujący ruch ciał bez analizowania jego przyczyn (sił). Zajmuje się wielkościami takimi jak droga, prędkość, przyspieszenie i czas. Podstawowe wzory kinematyki pozwalają obliczać położenie i prędkość ciała w dowolnym momencie ruchu jednostajnie przyspieszonego.

Energia kinetyczna rośnie z kwadratem prędkości: Ek = 1/2 x m x v². Podwojenie prędkości czterokrotnie zwiększa energię kinetyczną pojazdu. To dlatego wypadki przy wysokich prędkościach są wielokrotnie bardziej niszczycielskie niż przy niższych, nawet przy podobnej masie pojazdów.

Wzory kinematyczne są używane w fizyce, inżynierii, sporcie i motoryzacji. Pozwalają obliczyć czas hamowania pojazdu, zasięg pocisku, prędkość sprintera, czas spadku swobodnego czy parametry ruchu maszyn. Kalkulator obsługuje cztery tryby: prędkość, drogę, czas i przyspieszenie.