加速度の公式は、物理学の基本方程式の 1 つであり、必ず学習して実践する必要があります。結局、加速は物理学の構成要素の 1 つです。
平均加速度の一般式は次のように表すことができます:
- 加速度 =(v 最終 −v イニシャル )/(t 最終 −t イニシャル )
どこで v 速度と t を表します 時間を表します。代数表記では、式は次のように表すことができます:
- a =Δv/ Δt
加速 時間に対する速度の変化率として定義できます。加速度 は、現代物理学における最も基本的な概念の 1 つであり、物体の運動に関連する基本的にすべての物理理論を支えています。
加速度の SI 単位はメートル/秒 /秒です （MS）。間違いなく、アクセル ペダルを踏んでシートに押し戻されたときのような加速感は誰もが知っていることでしょう。実際、観察可能な運動のほとんどすべての影響は、力の影響による加速から生じます。加速度は、速度と同様にベクトル量です。つまり、大きさと方向の両方があります。厳密に言えば、「減速」などはなく、逆方向に加速するだけです。
加速度は、モーションの主要なパラメーターの 1 つです。変位のパラメータ (d )、速度 (v ), と加速度 (a ) すべてが密接な数学的関係を共有しています。パラメータの 1 つに関する情報を使用して、他のパラメータに関する不明な情報を特定できます。一般に、これら 3 つのパラメータを相互に、また時間に関連付ける 4 つの主要な方程式があります。
- d =v 私 t+ (1/2)で
- v f =v 私 +at
- v f =v 私 +2広告
- d =((v 私 +v f )/2)t
これらの 4 つの方程式を使用して、物体の動きに関する既知の情報から、物体の動きに関する未知の情報を予測できます。したがって、オブジェクトの加速度、移動距離、初速度がわかれば、オブジェクトの最終速度を決定できます。同様に、物体の初速度、加速度、および経過時間がわかっていれば、物体がどれだけの距離を移動したかを判断できます。これらの数式の使用法を説明するために、いくつかの簡単な例を考えてみましょう。
加速式の使用
(1)
あなたがヨット、具体的には 16 フィートのホビー キャットに乗っているとします。最初は、3 m/s の速度で移動しています。あなたは大きな突風に遭遇し、7 秒後に 10 m/s の速度で移動しています。平均加速度はどれくらいでしたか?
値を平均加速度の式に代入すると、a が得られます。 =(10−3)/7=7/7=1 m/s .ボートの平均加速度は、毎秒 1 メートル/秒でした。この値を読み取る別の方法は、次のように言うことです:毎秒、速度は毎秒 1 メートル増加しました。
(2)
静止状態から始まった飛行機は、滑走路を 3 m/s の速度で加速し始め、32 秒後に最終的に離陸します。飛行機は離陸する前に地上をどのくらい移動しましたか?
この質問では、飛行機の初速度 (0m/s)、飛行機の加速度 (3m/s)、運動時間 (32 秒) の 3 つの情報が与えられます。これらの値を上記の 4 つの方程式の最初の式に当てはめます:
- d =v 私 t+ (1/2)で
- d =(0)(32)+(.5)(3)(32)=1536 メートル
つまり、飛行機は離陸する前に合計 1536 メートル移動しました。
(3)
高さ8メートルから月面に羽を落とします。月の重力による加速度は 1.5m/s です。羽が地面に落ちるまでどのくらいかかりますか?
この場合、初速 (0m/s)、加速度 (1.5m/s)、総移動距離 (8m) が与えられます。これらの値を最初の式に代入
- d =v 私 t+ (1/2)で
- 8=(0)t+ (0.5)(1.5)t
- 8=(0.5)(1.5)t
- 8=.75t
- 10.66=t
- 3.26 =t
したがって、フェザーには合計 3.26 秒かかります 月の表面にぶつかる。
(4)
ロケット船は静止状態から 650 m の距離を 15 m/s で加速します。ロケット船の最終速度は?
この場合、初速度 (0m/s)、移動距離 (650m)、および加速度 (15m/s) がわかります。これらの値を 3 番目の式に代入します:
- v f =v 私 +2広告
- v f =0+2(15)(650)
- v f =(30)(650)
- v f =19,500 メートル/秒
ロケット船の最終速度は 19,500 m/s です。
瞬時の加速
これまでは、加速度が平均的であるか、加速度が均一である場合のみを考えてきました。ただし、オブジェクトの平均加速度を取得するだけでは、そのオブジェクトの動きに関する重要な情報が除外される可能性があります。ある期間の平均加速度だけでは、オブジェクトの加速度がその期間に変化したかどうかはわかりません。おそらく、非常にゆっくりと加速し始め、時間の経過とともに加速が増していきました。私たちができることは、その期間を小さなセグメントに分割し、それらのセグメントの平均加速度を計算することです。これにより、オブジェクトに関するより多くの情報が得られます。 A から E までの距離があるとします。その距離を AB、BC、CD、DE の 4 つのセグメントに分割し、これらの間隔ごとに平均加速度を計算できます。
ここで、その距離をより小さな間隔に分割し、それらの間隔での平均加速度を計算し続けると想像してみてください 無限 .最終的には、オブジェクトの加速度が 1 つの数学的点にある点に到達します。これは 瞬時加速 とも呼ばれます。 — ある時点での物体の加速度。オブジェクトの瞬間的な加速度は、無限に短い時間間隔でのそのオブジェクトの平均加速度と見なすことができます。瞬間加速度の概念は、おそらく物理学で最も重要な概念であり、本質的にすべてのニュートン物理学のバックボーンを形成しています。微積分のツールを使用して、オブジェクトの変位関数の 2 次導関数またはオブジェクトの速度関数の 1 次導関数を見つけることにより、オブジェクトの瞬間的な加速度を決定できます。
まとめ
要約すると、加速度は時間に対する速度の変化率として定義でき、オブジェクトの平均速度を表す式は次のように記述できます。
- a =Δv/ Δt
他の 4 つの方程式:
- d =v 私 t+ (1/2)で
- v f =v 私 +at
- v f =v 私 +2広告
- d =((v 私 +v f )/2)t
また、加速度を含む重要な方程式であり、既知の事実から物体の運動に関する未知の事実を推測するために使用できます。
