オブジェクトの速度は、参照フレームに対する粒子の位置の変化率です。速度は時間の関数です。 速度-時間グラフの縦軸 物体の速度を表します。横軸は動き始めからの時間を表しています。
速度
「物体がその変位を変化させる速度は、速度として知られています。速度はベクトル量です。速いペースで一歩進んで一歩後退し、常に同じ出発点に戻る人を考えてみてください。これにより、アクティビティが急増する一方で、速度がゼロになります。人は常に元の姿勢に戻るため、姿勢を変えることはありません。速度は変位の変化率として定義されるため、このモーションの速度はゼロです。動いている人が加速したい場合は、自分と開始点との間の変位を増やすためにあらゆる努力をしなければなりません。その人を出発点から遠ざけるために、あらゆる手段を講じる必要があります。
速度-時間グラフ
加速度は、速度-時間グラフの傾きで示されます。速度と時間のグラフに水平方向の傾きがある場合、加速度はゼロです。これは、オブジェクトが静止しているか、一定のペースで移動していることを示します。坂道が上がれば加速率が上がります。傾きが負の場合、加速度は減少します。
オブジェクトがたどった旅に関する情報は、速度-時間グラフによって提供されます。
速度-時間グラフでは、
y 軸には速度がプロットされます
x 軸には時間がプロットされます
速度-時間グラフは、オブジェクトが移動した変位とオブジェクトの加速度も計算できます。
スプリンターが直線トラックで短いレースを走るためにスターティング ブロックから離陸したばかりの状況を想像してみてください。レースの最初の数秒間、スプリンターは一気にスピードを上げてスタートします。その後、フィニッシュラインを越えてレースを終えるまで、彼女は最高速度で走り続けます。しかし、その後、彼女は減速します。加速度は、速度の変化率として定義されます。この場合、方向は同じままですが、速度が変化しています。これは、彼女の加速度も変化することを意味します.
速度-時間グラフは、スプリンターだけでなく、すべての移動オブジェクト (あらゆる種類のオブジェクト) の速度の変化を表すことができます。
速度-時間グラフの傾き
速度と時間のグラフの傾きを調べることで、アイテムの加速度を決定することができます。速度-時間グラフの傾きが水平線である場合、加速度はゼロに等しくなります。これは、アイテムが静止しているか、一定の速度で移動していることを示します。勾配が正の場合、加速度の大きさは正です。傾きが負の場合、加速度が負であることを示します..
運動方程式の導出
加速度とは、「与えられた速度が時間に関して変化する割合」であり、特定の速度-時間グラフのコンテキストでは、「グラフの傾き」として表現される場合があります。
a=dvdt =運動方程式を導き出したグラフの傾き。
⇒ v =u+at…….(1)
粒子の変位は、速度-時間グラフの下の領域から計算できます。
ここで、最初の運動方程式を使用して、次のように言うことができます
(v–u) =at
運動方程式から、変位は次のように与えられます
s =ut + 12at2 …………..(2)
最初の運動方程式の「t」の値を提供された方程式に挿入すると、次の結果が得られます:
その結果、t=(v–u)/a が得られます。
⇒ s =u(v-u)a+12(v-u)2a
上記の方程式を解くと、次の結果が得られます:
⇒ v2 =u2 + 2as …….(3)
式 (1)、(2)、(3) は運動方程式として知られています。
結論
この記事では、さまざまな状況やシナリオでの速度-時間グラフを調べました。一定加速度の運動方程式も、速度-時間グラフを使用して取得されました。これらの運動方程式の制限の 1 つは、方程式全体で加速度が一定でなければならないことです。 速度-時間グラフの傾き 加速を決定します。
