加速度の計算方法

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著者: Laura McKinney
作成日: 2 4月 2021
更新日: 3 J 2024
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【高校物理】 運動と力05 加速度aの求め方 (18分)
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速度と加速度は、力学の2つの基本的な概念、または運動の物理学であり、それらは関連しています。時間の記録中にオブジェクトの速度を測定し、少し後で再度測定し、時間の記録中に加速度を見つけることができます。これは、速度の差を時間間隔で割ったものです。これが基本的な考え方ですが、いくつかの問題では、他のデータから速度を引き出す必要があるかもしれません。

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。最初の法則によれば、体は力の作用を受けない限り均一な運動状態のままであり、2番目の法則は力の大きさの間の数学的関係を表現します(F)および加速(a)質量体 m その力のために経験します。関係は F = 。体に作用する力の大きさを知っていて、体の質量を知っている場合は、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

高速道路の車を思い浮かべてください。速度がどれだけ速く、速度計が機能していないかを知りたい場合は、経路上の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見る。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1t1, そして時間 バツ2t2、車の速度(s)は:

s= ∆バツ ÷ ∆t = (バツ2バツ1) ÷ (t2t1).

ここで、車の速度計が動作しており、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。速度が異なるため、車は加速する必要がありました。加速は、特定の時間間隔での速度の変化として定義されます。負の数になる場合があります。これは、車が減速していることを意味します。ある時点で速度計によって記録された瞬間速度 t1s1、およびその時の速度 t2s2、加速度(a)ポイント間 バツ1 そして バツ2 は:

a = ∆s ÷ ∆t = (s2s1) ÷ (t2t1).

この平均加速度方程式は、特定の時間に速度を測定し、別の時間に再度測定した場合、加速度は速度の変化を時間間隔で割ったものであることを示しています。 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)です。2。帝国システムでは、加速の優先単位はフィート/秒/秒、またはフィート/秒です2.

: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マイルで飛行しているときに巡航高度に達します。巡航高度まで上昇したときの平均加速度はどのくらいでしたか?

上記で導出した加速式を使用できます。速度の差(∆s)は毎時400マイルで、時間は30分、つまり0.5時間です。加速度は

a = 400 mph / 0.5時間= 800マイル/時間2.

ニュートンの第二法則は加速計算機を提供します

ニュートンの第二法則を表す方程式は、 F = 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、アイザックirにちなんで命名されたニュートン(N)です。 1ニュートンは、1キログラムの質量に1 m / sの加速度を与えるために必要な力です。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。

ニュートン方程式を並べ替えて、両側を m。あなたが得る:

a = F/m

適用される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8 kgの物体。 20ニュートンの力を経験します。どのような平均加速が発生しますか?

a = F/m = 20 N / 8 kg = 2.5 m / s2.

: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除算する必要があります。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 = F/m = 1,000 lbf / 62.5スラッグ= 16フィート/秒2.