著者:
Robert Simon
作成日:
24 六月 2021
更新日:
1 5月 2024
コンテンツ
加速度は、オブジェクトが移動するときの速度の変化率を表します。オブジェクトの速度が一定のままである場合は、加速していないことを意味します。加速は、オブジェクトの速度が変化したときにのみ発生します。速度が一定の速度で変化する場合、オブジェクトは一定の加速度で移動すると言います。ある速度から別の速度に変化するのに必要な時間、またはオブジェクトに加えられた力の合力に基づいて、加速度(メートル/秒単位)を計算できます。
手順
パート1/3:速度を使用して平均加速度を計算する
- 方程式の定義を理解します。 その時間の最初と最後の速度(つまり、特定の方向へのオブジェクトの移動速度)から、一定期間のオブジェクトの平均加速度を計算できます。このためには、次で与えられる加速方程式を知っている必要があります。 a =Δv/Δt、 どこ の 平均加速度を表し、 Δv 速度の変化を表し、 Δt 時間変動を表します。
- 加速度の測定単位は メートル毎秒の2乗 (記号:m / s)。
- 加速度はベクトル量です。つまり、弾性率と方向を表します。モジュールは加速度の合計値を表し、方向はオブジェクトの動きの方向(垂直または水平)を示します。オブジェクトの速度が減少している場合、その加速値は負になります。
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方程式の変数を理解します。 条件を拡張できます Δv そして Δt に Δv= vf -v私 そして Δt= tf -t私、 どこ vf 最終速度を表し、 v私 初速度を表し、 tf 最終時間を表し、 t私 開始時間を表します。- 加速度には方向があるため、最終速度から常に初期速度を差し引くことが重要です。速度の順序を変更すると、加速の方向が正しくなくなります。
- 開始時間は通常0です(質問で述べられていない限り)。
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式を適用して、加速度を見つけます。 まず、方程式とそのすべての変数を記述します。上で見たように、方程式は a =Δv/Δt=(vf -v私)/(tf -t私)。最終速度から初期速度を差し引き、結果を時間間隔で割ります。除算の結果は、オブジェクトがこの期間中に受けた平均加速度値に等しくなります。- 最終速度が初期速度より小さい場合、加速度は負の値またはオブジェクトの減速率になります。
- 例1:レーシングカーは、2.45秒で18.5 m / sから46.1 m / sまで均一に加速します。平均加速度の値を見つけます。
- 方程式を書く: a =Δv/Δt=(vf -v私)/(tf -t私)
- 変数の値を割り当てます: vf = 46.1 m / s、 v私 = 18.5 m / s、 tf = 2.47秒、 t私 = 0秒。
- 方程式を解く: の =(46.1-18.5)/ 2.47 = 11.17 m / s。
- 例2:モーターサイクリストは、ブレーキを使用した後、22.4 m /秒で走行し、バイクでは2.55秒走行します。あなたの減速の価値を見つけてください。
- 方程式を書く: a =Δv/Δt=(vf -v私)/(tf -t私)
- 変数の値を割り当てます: vf = 0 m / s、 v私 = 22.4 m / s、 tf = 2.55秒、 t私 = 0秒。
- 方程式を解く: の =(0-22.4)/ 2.55 = -8.78 m / s。
パート2/3:結果として生じる力を使用して加速度を計算する
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第二法則の定義を理解する ニュートン. 第二法則 ニュートン (ダイナミクスの基本原理とも呼ばれます)は、物体に作用する力のバランスが崩れると物体が加速することを述べています。この加速度は、オブジェクトとオブジェクトの質量に作用する結果として生じる力に依存します。この法則により、既知の力が既知の質量の物体に作用しているときの加速度を計算できます。- の第二法則 ニュートン 式で表すことができます F結果の = m x a、 どこ F結果の オブジェクトに加えられた結果の力を表し、 メートル オブジェクトの質量を表し、 の オブジェクトの加速度を表します。
- この方程式を使用する場合は、SIの測定単位(国際単位系)を使用します。質量にはキログラム(kg)を使用し、 ニュートン (N)フォースおよびメートル/秒の2乗(m / s)で加速。
- オブジェクトの質量を見つけます。 オブジェクトの質量を調べるには、スケール(機械式またはデジタル)を使用して、グラム単位の値を取得します。オブジェクトが非常に大きい場合は、その質量の値を提供できる参照を探す必要がある場合があります。大きなオブジェクトの場合、質量はキログラム(kg)で表される可能性があります。
- この方程式で使用するには、質量をキログラムに変換する必要があります。質量値がグラム単位の場合は、1000で割ってキログラムに変換します。
- オブジェクトに作用する結果として生じる力を計算します。 結果として生じる力(または力から生じる)は、バランスが崩れた力です。オブジェクトに作用する反対方向の2つの力があり、一方が他方よりも大きい場合、より大きな力の方向に合力が生じます。加速は、物体に作用する不均衡な力の結果であり、物体を引っ張ったり押したりする力と同じ方向に速度を変化させます。
- 例:あなたとあなたの兄が綱引きをしていると想像してください。あなたは5の力でロープを左に引っ張ります ニュートン、彼は7の力で反対方向にロープを引っ張ります ニュートン。ロープに作用する力の合力は2 ニュートン 右側に(あなたの兄弟に向かって)。
- 1 ニュートン (N)は、1キログラムx 1秒あたりの2乗(kg * m / s)に相当します。
- 方程式を並べ替える F = ma 加速度を計算します。 あなたは第二法則の式を修正することができます ニュートン 加速度を見つけることができる;このため、方程式の2つの辺を質量で割ると、式に到達します a = F / m。加速値を計算するには、フォースを加速するオブジェクトの質量で割ります。
- 力は加速度に正比例します。したがって、力が大きければ大きいほど、加速度も大きくなります。
- 質量は加速度に反比例します。したがって、質量が大きいほど、加速度は低くなります。
- 式を適用して、加速度を見つけます。 加速度は、オブジェクトに作用する力の、オブジェクトの質量による除算の商に等しくなります。変数の値を置き換えた後、単純な除算を解いて、オブジェクトの加速度値に到達します。
- 例:10の力 ニュートン 2kgの質量に均一に作用します。オブジェクトの加速度を計算します。
- a = F / m = 10/2 = 5 m / s
パート3/3:知識を確認する
- 加速方向。 加速の物理的概念は、日常生活での使用方法と必ずしも一致しません。すべての加速には方向があります。一般的に、方向が向いている場合は正であると言います アップ または 正しい それに向けられている場合は負 低い または 左。以下の表を見て、解像度が適切かどうかを確認してください。
- 力の方向。 覚えておいてください:力は加速のみを引き起こします それが動作する方向に。いくつかの問題は、あなたを混乱させようとする無関係な情報を提供することがあります。
- 例:質量10 kgのおもちゃのボートが北方向に2 m / sに加速されます。風は西向きに吹いて、100の力を発揮します ニュートン おもちゃに。ボートの新しい北の加速度を計算します。
- 回答:風の力は移動方向に対して垂直であるため、その方向の移動には影響しません。したがって、ボートは北方向に2 m / sで加速し続けます。
- 結果として生じる力。 オブジェクトに複数の力が作用している場合、加速度を計算する前に、それらを組み合わせて結果の力を決定する必要があります。 2次元に関する質問では、解決策は次のようになります。
- 例:Anaは400 kgの箱を150の力で右に引っ張ります ニュートン。カルロスはボックスの左側にいて、200の力で押します。 ニュートン。風は左に吹き、10の力を加えます ニュートン。ボックスの加速度を計算します。
- 回答:この問題は複雑な言語を使用して、読者を混乱させようとしています。問題の図を描くと、ボックスに作用する力が150であることがわかります ニュートン 右、200 ニュートン 右と10 ニュートン 左に。正として採用された方向が「右」の場合、結果として生じる力は150 + 200-10 = 340になります。 ニュートン。したがって、加速度= F / m = 340 ニュートン / 400 kg = 0.85 m / s。