速度と加速度は、力学、つまり運動の物理学における2つの基本的な概念であり、それらは関連しています。 時間を記録しているときにオブジェクトの速度を測定する場合は、少し後でもう一度測定します。 時間を記録すると、それらの速度の差を時間で割った加速度を見つけることができます 間隔。 これが基本的な考え方ですが、問題によっては、他のデータから速度を導き出す必要がある場合もあります。
ニュートンの法則に基づいて加速度を計算する別の方法があります。 第1法則によれば、力が作用しない限り、物体は均一な運動状態のままであり、第2法則は、力の大きさの間の数学的関係を表します(F)と加速度(a)質量の本体mその力のために経験します。 関係はF = ma. 物体に作用する力の大きさがわかっていて、物体の質量がわかっている場合は、物体が受ける加速度をすぐに計算できます。
平均加速度方程式
高速道路の車を考えてみてください。 それがどれだけ速く進んでいるかを知りたいが、スピードメーターが機能していない場合は、そのパス上の2つのポイントを選択します。バツ1 そしてバツ2, 車が各ポイントを通過するときに時計を確認します。 車の平均速度は、2つのポイント間の距離を、車が両方のポイントを通過するのにかかる時間で割ったものです。 時計の時刻がバツ1 ですt1, と時間バツ2 ですt2、車の速度(s)は:
s = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t} = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1}
ここで、車の速度計が機能していて、ポイントで2つの異なる速度を記録するとします。バツ1 そしてバツ2. 速度が違うので、車は加速していなければなりませんでした。 加速度は、特定の時間間隔での速度の変化として定義されます。 負の数の場合もあります。これは、車が減速していたことを意味します。 時間にスピードメーターによって記録された瞬間速度の場合t1 ですs1、およびその時の速度t2 ですs2、加速度(a)ポイント間バツ1 そしてバツ2 は:
a = \ frac {\ Delta s} {\ Delta t} = \ frac {s_2-s_1} {t_2-t_1}
この平均加速度方程式は、特定の時間に速度を測定すると、 別の時にもう一度測定します。加速度は速度の変化を時間で割ったものです。 間隔。 SIシステムの速度の単位はメートル/秒(m / s)であり、加速度の単位はメートル/秒/秒(m / s / s)であり、通常はm / sと表記されます。
2. インペリアルシステムでは、推奨される加速度の単位はフィート/秒/秒、またはフィート/秒です。2.例:飛行機は離陸直後に時速100マイルで飛行しており、30分後に時速500マイルで飛行高度に到達します。 巡航高度まで上昇したときの平均加速度はどれくらいでしたか?
上で導出した加速度の式を使用できます。 速度の差(∆s)は時速400マイルで、時間は30分、つまり0.5時間です。 加速はそれからです
a = \ frac {400} {0.5} = 800 \ text {マイル/時} ^ 2
ニュートンの第2法則は、加速度計算機を提供します
ニュートンの第2法則を表す方程式、F = maは、物理学で最も有用なものの1つであり、加速式として機能します。 SIシステムの力の単位はニュートン(N)で、アイザック卿自身にちなんで名付けられました。 1ニュートンは、1キログラムの質量に1 m / sの加速度を与えるのに必要な力です。2. 帝国システムでは、力の単位はポンドです。 重量もポンドで測定されるため、質量と力を区別するために、力の単位はポンド力(lbf)と呼ばれます。
ニュートンの方程式を並べ替えて、両側をで割ることで加速度を解くことができます。m. あなたが得る:
a = \ frac {F} {m}
加えられた力の質量と大きさがわかっている場合は、この式を加速度計算機として使用します。
例:質量8kgの物体。 20ニュートンの力を経験します。 それはどのような平均加速度を経験しますか?
a = \ frac {F} {m} = \ frac {20} {8} = 2.5 \ text {m / s} ^ 2
例:2,000ポンドの車は1,000ポンドの力を経験します。 その加速度は何ですか?
重量は質量と同じではないため、車の質量を取得するには、重量を重力による加速度で割る必要があります。速度は32フィート/秒です。2. 答えは62.5ナメクジです(ナメクジは帝国システムの質量の単位です)。 これで、加速度を計算できます。
a = \ frac {F} {m} = \ frac {1000} {62.5} = 16 \ text {ft / s} ^ 2