シナリオの理解
傾斜面(斜面)のオブジェクトを想像してください。重力はオブジェクトに作用し、下に引っ張ります。ただし、傾斜のため、重力は2つの成分に分割されます。
* 傾斜に平行な力(f_ parallel): このコンポーネントは、スロープからオブジェクトを加速する責任があります。
* 傾斜に垂直な力(f_perpendicular): このコンポーネントは、平面からの通常の力のバランスが取れており、オブジェクトが沈むのを防ぎます。
関係
傾斜の下の加速は、傾斜角に直接関連しています。その理由は次のとおりです。
* 三角法: 傾斜(f_parallel)に平行な力は次のように計算されます。
* f_parallel =m * g * sin(theta)
* どこ:
* M =オブジェクトの質量
* G =重力による加速(約9.8 m/s²)
* theta =傾斜角
* 加速: f_parallelは傾斜を下回る加速を引き起こす力であるため、ニュートンの第二法則(f =ma)を使用して加速(a)を見つけることができます。
* a =f_parallel / m
* a =(m * g * sin(theta)) / m
* a =g * sin(シータ)
キーポイント
* 大きな角度、より大きな加速: 傾斜の角度が増加すると、角度の正弦(sin(sin(theta))が増加し、傾斜に平行な力が大きくなり、したがってより大きな加速が得られます。
* 摩擦: 実際のシナリオでは、摩擦も役割を果たします。 上記の方程式は摩擦を想定していません。摩擦は動きの方向とは反対に作用し、実際の加速を減らします。
* ゼロ角度: 角度がゼロ(水平面)、sin(theta)=0の場合、傾斜の下の加速はゼロです。
例
オブジェクトが30度の傾斜にあるとしましょう。傾斜の下の加速は次のとおりです。
* a =g * sin(30°)
* a =9.8 m/s² * 0.5
* a =4.9 m/s²
要約
傾斜面上のオブジェクトの加速は、傾斜角の正弦に直接比例します。角度が大きくなると、勾配をより大きくします。