▷ 一定加速度

この記事では、物体が一定の加速度で動くことが物理学において何を意味するのかを説明します。ここでは、等加速度動作とは何か、等加速度動作の例、およびこのタイプの動作の公式を説明します。

定加速度の概念を論理的に完全に理解するには、まず物理学における加速とは何かを明確に理解する必要があります。このため、説明を始める前に、次の投稿にアクセスすることをお勧めします。

加速度が一定とはどういう意味ですか?

物体が一定の加速度で動いている場合、これはその速度が時間の経過とともに常に変化していることを意味します。つまり、物体の加速度が一定である場合、その速度は時間に対して直線的に増加または減少することを意味します。

たとえば、物体が 2 m/s ²の一定の加速度で前方に移動する場合、これはその速度が 1 秒ごとに 2 m/s ずつ増加することを意味します。したがって、静止状態からスタートすると、1 秒後の速度は 2 m/s、2 秒後の速度は 4 m/s、3 秒後の速度は 6 m/s になります。

加速度は速度の大きさを変えるだけでなく、速度の方向も変える可能性があることに注意してください。等速円運動 (MCU)などの動きでは、速度モジュールは動き全体を通じて一定に保たれますが、その方向は変化するため、一定の速度で回転します。

したがって、自由落下で下降する物体は、加速度が一定の運動の例です。物体には重力加速度のみが作用し (空気との摩擦は無視されます)、その値は一定です (g=9.81 m/s ²⁾ 。）。

一定の加速度の概念を理解するには、軌道全体にわたって加速度が一定である動きの例を以下に示します。

以下に、等加速度での運動の公式 (または方程式) がどのようなものかを示します。これらの公式を使用すると、このタイプの動きの問題を解決できます。

運動の加速度が一定の場合、物体の位置は、初期位置に、初速度と経過時間の積と、加速度の半分と経過時間の 2 乗の積を加えたものに等しくなります。

したがって、等加速度での動きを表す体の位置を計算する式は次のとおりです。

$x=x_0+v_0\cdot (t-t_0) +\cfrac{1}{2}\cdot a \cdot (t-t_0)^2$

金：

物体が一定の加速度で運動するとき、速度は時間とともに均一に変化します。したがって、特定の時点での速度は、初速度に本体の加速度を加えたものに経過時間を乗じたものに等しくなります。

したがって、加速度が一定の場合の速度を計算する式は次のようになります。

$v=v_0+a\cdot (t-t_0)$

金：

一方で、速度と体の位置および加速度を関連付ける別の式もあります。この公式には時間が表示されないという利点があるため、特定の問題を解決するのに役立ちます。

$v^2=v_0^2+2\cdot a \cdot (x-x_0)$

金：

加速度が一定の場合、速度の変化 (Δv) を時間の変化 (Δt) で割ることによって計算されます。したがって、等加速度の公式はa=Δv/Δt となります。

$a=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

金：

最後に、一定の加速度の動きと一定の速度の動きの違いを見ていきます。これらは物理学において 2 つの非常に異なるタイプの動きを意味する 2 つの概念であるためです。

この記事全体で見てきたように、一定の加速度での運動には物体の速度の変化が伴います。より正確には、加速度が一定の場合、速度は時間とともに直線的に変化します。

一方、物体の速度が一定であるということは、加速度がゼロであることを意味します。物理学において、加速度は単位時間あたりの速度の変化を表すため、速度が変化しない場合、加速度はゼロになります。

ご覧のとおり、加速度と速度は関連しており、実際、これらの量の一方が一定である場合、他方にも影響を及ぼします。詳細については、当社の Web サイトで次の記事をご覧ください。

➤参照:一定速度