加速度とは何か、それを計算するための公式について説明します。
加速度とは
物体の加速度は、単位時間内にその速度がどう変わるかを示す量である。 速度はベクトル量(方向を持つ)なので、加速度もベクトル量となる。 通常、符号aで表され、国際単位系での測定単位はm/s2(メートル毎秒2乗)である。
概念としての加速度の起源は、アイザック・ニュートン(古典力学の創始者)の力学研究にあり、そこでは、加速度をもたらす力が作用しない限り、物体はその均一な直行運動(military motion)を保持すると主張されている
これらの力は、物体の速度を増加または減少させる加速度を生み出すことができる。 注意すべきは、ベクトルを扱う場合、方向を定義することが不可欠であることです。 例えば、東を運動の正の方向と定義すると、正の加速度は常に速度の増加を意味する。 しかし、負の加速度は、東方向の速度の減少、または西方向の速度の増加を示す場合があります。
ある物体がある期間にわたって加速度の変化を経験すると、その時間範囲に受ける加速度の平均である「平均加速度」と定義されるものを計算することができるようになります。
運動学
加速度の公式
古典力学では、加速度を物体の速度の時間変化として理解する。 より正確には、dvとdtは次のように定義される。
- dv = vf – vi、ここでvfは移動体の最終速度、viは初速度である。 この差は加速度の方向を示す。
- dt = tf – ti、ここでtfは運動の最終時間、tiは運動の初期時間である。 一方、質量(m)のある物体に加える力(F)と、その物体が得る加速度(a)には、比例関係がある。 この関係を表す式がニュートンの第二法則です。
- F = m.a このことから、a = F / m
速度と加速度
速度と加速度は異なった概念であります。 速度は単位時間にどれだけの距離を移動するかを表し(だからm/sなどの単位がある)、加速度はその速度の単位時間内での変化(だからm/s2などの単位がある)。 手玉が与える力と球の質量がわかれば、その加速度を求めることができる。
- 列車がブレーキをかけ始める直前の速度と速度がゼロになるまでの時間がわかれば、その減速(負の加速度)を計算できる。
- ベランダから物を投げると(そのときの初速はゼロ)、重力によって速度を上げながら地面に最大落下するまで落下する。 この最終速度と落下するまでの時間が分かれば、加速度(重力のものになる)を求めることができます。
最終更新日: 2020年7月16日。 引用方法:「Acceleration」。 著者:María Estela Raffino. 出身地:アルゼンチン 宛先:Concepto.de. で入手可能です。 https://concepto.de/aceleracion/. アクセス数:2021年3月25日。