速度と加速度

この記事では、物理学における速度と加速度について説明します。さらに、速度と加速度の違いと類似点もわかります。

スピード

速度は時間に対する物体の位置の変化を示すため、物体が速いということは、短時間で長距離を移動することを意味します。したがって、移動体の速度が速いほど、一定時間内に移動する距離は長くなります。

速度は、変位を時間の経過に伴う変化で割ったものに等しい。したがって、物体の速度を計算するには、最終位置と最初の位置の差を、最終瞬間と最初の瞬間の差で割る必要があります。つまり、速度を計算する式は次のとおりです。

v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}

金:

  • v

    速度です。

  • \Delta x

    オフセットです。

  • \Delta t

    時間的変化です。

  • x_f

    最終的な位置です。

  • x_i

    が開始位置です。

  • t_f

    最後の瞬間です。

  • t_i

    最初の瞬間です。

速度は長さの単位を時間の単位で割った値で表されます。したがって、国際システム (SI) における速度の単位は、メートルを 1 秒あたりに分割したもの (m/s) です。

速度計算例

  • 移動体は、時刻 t i = 3 秒で位置 x i = 2 m にあり、時刻 t f = 6 秒で位置 x f = 8 m にいます。その速度はどれくらいですか?

速度の値を求めるには、上記の式を使用する必要があります。

v=\cfrac{\Delta x}{\Delta t}=\cfrac{x_f-x_i}{t_f-t_i}

そこで、データを式に代入して、体の速度を計算します。

v=\cfrac{8-2}{6-3}=\cfrac{6}{3}=2\ \cfrac{m}{s}

加速度

加速度は、単位時間あたりの物体の速度の変化を示します。加速度は、速度の大きさと方向の両方の変化によって発生する可能性があります。したがって、物体が加速しているということは、より速く移動しているか、方向が変わっていることを意味します。

たとえば、移動体の加速度が 1 m/s 2の場合、物体は 1 秒ごとに 1 m/s ずつ速く移動することになります。したがって、時間 t=5 秒の速度が 3 m/s であった場合、時間 t=6 秒の速度は 4 m/s になります。

速度と加速度

加速度は、速度の変化を経過時間間隔で割ったものに等しくなります。したがって、加速度を計算するには、最終速度と初速度の差を、最終瞬間と最初の瞬間の差で割る必要があります。したがって、加速度を計算する式は次のようになります。

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

金:

  • a

    加速度です。

  • \Delta v

    速度の増加です。

  • \Delta t

    時間的変化です。

  • v_f

    最終速度です。

  • v_i

    は初速度です。

  • t_f

    最後の瞬間です。

  • t_i

    最初の瞬間です。

加速度は、長さの単位を時間の二乗単位で割った値で表されます。したがって、国際システム (SI) における加速度の単位は、メートルを秒の 2 乗で割ったもの (m/s 2 ) です。

加速度計算例

  • 移動体の速度は、時刻 t i =2 s で v i =3 m/s、時刻 t f =8 s で v f =6 m/s となります。その加速度はいくらですか?

加速度の値を見つけるには、上のセクションで説明した式を適用するだけです。

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

そこで、すべてのデータを式に代入して、移動体の加速度を計算します。

a=\cfrac{6-3}{8-2}=\cfrac{3}{6}=0.5\ \cfrac{m}{s^2}

速度と加速度の違い

速度と加速度が何であるかがわかったので、これら 2 つの物理量の違いを正確に見てみましょう。

速度と加速度の違いは、速度は単位時間あたりの変位の変化を示し、加速度は単位時間あたりの速度の変化を示すことです。したがって、速度と加速度は関連していますが、その意味は異なります。

たとえば、物体が 3 m/s の速度で移動する場合、これは 1 秒ごとに 3 メートル移動することを意味します。したがって、時間 t 0 =7 秒で位置 x 0 =2 m にあった場合、時間 t f =8 秒では位置 x f =5 m になります。

一方、物体が 2 m/s 2の加速度で動く場合、これは速度が 1 秒ごとに 2 単位増加することを意味します。したがって、時間 t 0 =1 s での速度が v 0 =4 m/s であった場合、時間 t f =2 s での速度は v f =6 m/s になります。

速度と加速度のもう 1 つの違いは、それらを表す単位です。前の 2 つの例でわかるように、国際システムでは速度は m/s で表され、加速度の単位は m/s 2です。

速度と加速度の関係

速度と加速度の関係は時間です。加速度は単位時間あたりの速度の変化として定義され、加速度は速度の増加を増加時間で割ることによって計算されます。

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

したがって、加速度の符号によって、速度が時間の経過とともに増加するか、減少するか、または一定のままであるかが決まります。

  • a>0 : 加速度が正の場合、時間の経過とともに速度が増加することを意味します。
  • a<0 : 加速度が負の場合、時間の経過とともに速度が減少することを意味します。
  • a=0 : 加速度がゼロの場合、速度が時間の経過とともに一定であることを意味します。
参照:速度と速度

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