Stručný průvodce fyzikou

Vzorec popisuje pohyb tělesa konstantní rychlostí. v je rychlost, rovnající se poměru dráhy S k uplynulému času t. Souřadnice x se mění rovnoměrně, v závislosti na počáteční pozici x₀ a rychlosti v.

Vzorec ukazuje, jakou vzdálenost těleso urazilo za čas t. Lze ji vypočítat jako rozdíl mezi konečnou a počáteční souřadnicí (x − x₀), nebo jako součin konstantní rychlosti v a doby pohybu. Platí pouze pro rovnoměrný pohyb.

Zrychlení a ukazuje, jak rychle se mění rychlost tělesa za časový interval. Pokud se těleso zrychluje nebo zpomaluje rovnoměrně, pak se změna rychlosti (Δv) dělí intervalem času (Δt), čímž získáme velikost zrychlení v m/s².

Vzorec odráží změnu rychlosti v tělesa v čase. Počáteční rychlost v₀ se zvětšuje (nebo zmenšuje) o hodnotu zrychlení a, vynásobenou časem t. Znak ± závisí na tom, zda se těleso zrychluje nebo zpomaluje.

Tento vzorec určuje polohu tělesa x v libovolném okamžiku času při pohybu s konstantním zrychlením. Členy popisují: počáteční souřadnici x₀, příspěvek od počáteční rychlosti v₀·t a příspěvek od zrychlení, úměrný čtverci času. Je použitelný za absence odporu a při konstantním zrychlení.

Tento vzorec popisuje rychlost tělesa během volného pádu, počínaje počáteční rychlostí v₀, s ohledem na zrychlení volného pádu g a čas t. Znak ± závisí na směru pohybu: nahoru nebo dolů.

Vzorec popisuje, jak se mění výška tělesa během vertikálního pohybu. První člen je příspěvek počáteční vertikální rychlosti, druhý je vliv zrychlení volného pádu. Znak ± závisí na směru pohybu: nahoru (snížení výšky v čase) nebo dolů (zvýšení výšky vzhledem ke startu).

Vzorec umožňuje vypočítat rychlost v tělesa bez explicitního uvedení času — pomocí jeho počáteční rychlosti v₀ a výšky posunutí h. To je užitečné, když je známa výška pádu, ale není znám čas. Znak ± závisí na směru: zrychlení k zemi nebo zpomalení při stoupání.

Počáteční rychlost v₀ tělesa vrženého pod úhlem α se rozkládá na dvě složky: horizontální v₀ₓ a vertikální v₀ᵧ. To umožňuje zkoumat pohyb nezávisle po ose X a Y, což zjednodušuje výpočty trajektorie a doby letu.

Vzorec popisuje ujetou vzdálenost horizontálně během pohybu tělesa. Jelikož na ose X není zrychlení, pohyb je rovnoměrný a dráha se vypočítá podle klasického vzorce — rychlost krát čas.

Tato rovnice určuje polohu tělesa v libovolném okamžiku po vrhu. První část — stoupání setrvačností díky počátečnímu impulsu, druhá — klesání vlivem gravitace. Společně popisují parabolickou trajektorii.

Tato rovnice ukazuje, jak dlouho bude těleso stoupat nahoru, dokud nedosáhne bodu maximální výšky. V tomto okamžiku se vertikální rychlost stává nulovou. Čím větší je počáteční vertikální rychlost — tím delší je výstup.

Maximální výšky letu je dosaženo v okamžiku, kdy se vertikální rychlost stává nulovou. Závisí na počáteční vertikální rychlosti a zrychlení volného pádu. Druhá varianta vzorce ukazuje závislost na celkovém počátečním impulsu a úhlu vrhu.

Tato rovnice ukazuje, v jaké vzdálenosti od bodu vrhu těleso dopadne na zem. Závisí na počáteční rychlosti, úhlu vrhu a gravitační síle. Sinus dvojnásobného úhlu určuje optimální úhel pro maximální dostřel — 45°, za jinak stejných podmínek.

Frekvence ν — to je počet otáček za sekundu, nepřímo úměrný periodě T jedné otáčky. Vzorec oblouku S ukazuje dráhu, kterou těleso urazí při otáčení, jako součin úhlu otočení Δφ (v radiánech) a poloměru kružnice R.

Úhlové posunutí Δφ ukazuje, o jaký úhel se těleso otočilo během pohybu po kružnici. Je to rozdíl mezi konečnou a počáteční hodnotou úhlu, měří se v radiánech.

Úhlová rychlost ω měří, jak rychle se těleso otáčí kolem osy. Ukazuje, o kolik radiánů se těleso otočí za jednotku času. Všechny tři formy jsou ekvivalentní a odhalují vzájemný vztah mezi úhlovými posunutími, periodou a frekvencí otáčení.

Obvodová rychlost v ukazuje, jak rychle se těleso pohybuje podél kruhové trajektorie. Může být vyjádřena jako dráha za čas, přes úhlové posunutí, nebo přímo přes úhlovou rychlost a poloměr. Vzorec sjednocuje rotační a translační pohyby.

Dostředivé zrychlení je směřováno k centru rotace a je nezbytné pro udržení pohybu po kruhové dráze. Závisí na čtverci rychlosti (lineární nebo úhlové) a je nepřímo úměrné poloměru.

Úhlové zrychlení ε popisuje, jak rychle se mění úhlová rychlost rotujícího tělesa. Je to analogie běžného zrychlení, ale v kontextu rotačního pohybu — a závisí na změně úhlové rychlosti za určitý časový interval.

Tečné zrychlení aτ je zodpovědné za změnu obvodové rychlosti tělesa pohybujícího se po kružnici. Vzniká, když se úhlová rychlost mění v čase (existuje úhlové zrychlení ε). Toto zrychlení působí podél tečny k trajektorii.