速度、速度、加速度の方程式

速度、速度、加速度の計算に関連する問題は、一般的に物理学で発生します。 多くの場合、これらの問題では、電車、飛行機、自動車の相対運動を計算する必要があります。 これらの方程式は、音と光の速度、惑星の物体の速度、ロケットの加速度など、より複雑な問題にも適用できます。

速度の公式

速度とは、一定期間に移動した距離を指します。 一般的に使用される速度の式は、瞬間速度ではなく平均速度を計算します。 平均速度の計算は、旅全体の平均速度を示しますが、瞬間速度は、旅の任意の瞬間の速度を示します。 車両の速度計は瞬間速度を示します。

平均速度は、移動した合計距離(通常はdと省略)を、その距離を移動するのに必要な合計時間(通常はtと省略)で割って求めることができます。 したがって、車が合計距離150マイルを移動するのに3時間かかる場合、平均速度は150マイルを3時間で割ったものになり、平均速度は時速50マイルになります。

\ frac {150} {3} = 50

瞬間速度は、実際には速度のセクションで説明する速度計算です。

速度の単位は、時間の経過に伴う長さまたは距離を示します。 マイル/時(mi / hrまたはmph)、キロメートル/時(km / hrまたはkph)、フィート/秒(ft / sまたはft / sec)、メートル/秒(m / s)はすべて速度を示します。

速度の公式

速度はベクトル値であり、速度には方向が含まれることを意味します。 速度は、移動距離を移動時間(速度)と移動方向で割ったものに等しくなります。 たとえば、サンフランシスコから東に1,500 kmを12時間で移動する列車の速度は、1,500 kmを東に12時間、つまり時速125kmで割ったものになります。

車の速度の問題に戻って、同じ地点から出発し、時速50マイルの同じ平均速度で走行する2台の車について考えてみます。 1台の車が北に移動し、もう1台の車が西に移動する場合、車は同じ場所に移動しません。 北行きの車の速度は北に時速50マイル、西行きの車の速度は西に時速50マイルになります。 速度は同じですが、速度は異なります。

瞬間速度は、完全に正確であるために、「瞬間」に近づくには時間をゼロに減らす必要があるため、微積分を評価する必要があります。 ただし、方程式の瞬間速度(v)距離の変化(Δd)を時間の変化(Δt)で割った値に等しい、または:

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v_i = \ frac {\ Delta d} {\ Delta t}

時間の変化を非常に短い時間として設定することにより、ほぼ瞬間的な速度を計算できます。 デルタのギリシャ語の記号である三角形(Δ)は、変化を意味します。

たとえば、移動中の列車が5:00に東に55 km移動し、6:00に東に65 kmに到達した場合、距離の変化は東に10 kmで、時間の変化は1時間です。 これらの値を数式に挿入すると、次のようになります。

v_i = \ frac {10} {1} = 10

または東に時速10キロ(確かに電車の速度が遅い)。 瞬間速度は東に10kphで、エンジンの速度計で10kphと読み取られます。 もちろん、1時間は「瞬間的」ではありませんが、例として役立ちます。

代わりに、科学者が2秒の時間間隔(Δt)にわたってオブジェクトの位置の変化(Δd)を8メートルとして測定するとします。 次の式を使用すると、計算に基づく瞬間速度は4メートル/秒(m / s)になります。

v_i = \ frac {8} {2} = 4

ベクトル量として、瞬間速度には方向を含める必要があります。 ただし、多くの問題は、オブジェクトがその短い時間間隔で同じ方向に移動し続けることを前提としています。 オブジェクトの方向性は無視されます。これが、この値が瞬間速度と呼ばれることが多い理由を説明しています。

加速の方程式

加速の公式は何ですか? 研究は、2つの明らかに異なる方程式を示しています。 ニュートンの第2法則からの1つの式は、力、質量、および加速度を式に関連付けます。力(F)は、質量(m)と加速度(a)の積に等しく、F = maと記述されます。 別の式である加速度(a)は、速度の変化(Δv)を時間の変化(Δt)で割ったものに等しく、時間の経過に伴う速度の変化率を計算します。 この式は次のように書くことができます。

a = \ frac {\ Delta v} {\ Delta t}

速度には速度と方向の両方が含まれるため、加速度の変化は速度または方向、あるいはその両方の変化に起因する可能性があります。 科学では、加速度の単位は通常、メートル/秒/秒(m / s / s)またはメートル/秒の2乗(m / s)になります。2).

これらの2つの方程式は互いに対立していません。 1つ目は、力、質量、加速度の関係を示しています。 2つ目は、一定期間の速度の変化に基づいて加速度を計算します。

科学者やエンジニアは、速度を上げることを正の加速度と呼び、速度を下げることを負の加速度と呼びます。 ただし、ほとんどの人は、負の加速ではなく減速という用語を使用します。

重力加速度

地球の表面近くでは、重力の加速度は一定です:a = -9.8 m / s2 (メートル/秒/秒またはメートル/秒の2乗)。 ガリレオが示唆したように、質量の異なる物体は重力による同じ加速度を経験し、同じ速度で落下します。

オンライン電卓

オンライン速度計算機にデータを入力することにより、加速度を計算することができます。 オンライン計算機を使用して、加速度と力に対する速度の方程式を計算できます。 加速度と距離の計算機を使用するには、速度と時間も知っている必要があります。

警告

  • オンライン計算機を使用して宿題を完了することは、教師にとって受け入れられない場合があります。 ただし、宿題を再確認するためにそれらを使用することは、これらの計算機の倫理的な使用と見なされる場合があります。 先生に確認してください。

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