線形加速とは何ですか?

著者: John Pratt
作成日: 18 1月 2021
更新日: 29 六月 2024
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線形加速度は、一定方向における、一方向に動いている物体の速度の変化率です。これは物理学の非常に基本的な概念であり、古典力学の一部です - 非原子オブジェクトの運動の法則を扱う物理学の特定分野(原子粒子の動きと振る舞いは量子力学で説明されています)。日々の線形加速の最も簡単な例は、直線道路に沿って連続的に加速する自動車です。


線形加速とは何ですか? (Fotolia.comからのMaik Blumeによるニュートンのゆりかご05画像)

用語と概念

速度は、一定期間における移動物体の位置の変化率として定義されます。国際単位系(SI)では、メートル/秒またはm / sで測定されます。 「メートル」は位置または距離の変化を表し、「秒」は時間の単位です。各単位時間に最も長い距離をカバーする移動物体は、より速く動いているか、またはより速い速度を有する。動いている物体は、その速度が変わると加速すると言われています。加速度は、1秒あたりの平方メートルまたはm / s 2で測定されます。そのため、15 m / s 2で加速する自動車は、毎秒15メートルの速度で速度を上げています。

誤解

普通の日常の言葉では、私たちはしばしばスピードとスピードを無差別に使用します。しかし物理学では、速度はベクトル量として分類され、速度はスカラー量です。違いは、ベクトル量が方向の記述を含むことです。したがって、 "10 m / s North"は速度の尺度であり、 "10 m / s"は速度の尺度です。また、加速度はベクトル量であり、線形加速度では、オブジェクトは一方向に移動しながら移動している必要があります。

また、物理学で使用される加速は必ずしも速度の増加を意味するわけではありません。 「変化率」の定義は量の減少も含む。その場合、加速度は負の数になります。 "-10 m / s 2"の測定値は、動いている物体が毎秒10 m / sで減速していることを意味します。

計算

加速の概念はニュートンの2番目の運動法則の一部であり、物体に作用する力はその質量にその加速を乗じたものに等しいと言います。これは式F = mで表されます。 a;ここで、 "F"は力を表す記号、 "m"は質量、 "a"は加速度を表します。物体に作用する力とその質量がわかっている場合、その加速度は力を質量で割ることによって決定できます。a = F / m。


加速度を計算するもう1つの方法は、速度の差を取って時間差で除算することです。a = dv / dt、ここで「dv」は速度の差です(v2 - v1)と「dt」たとえば、停車中の車が10秒で20 m / sの速度に到達し始めた場合、その加速度は2 m / s 2(20メートル/秒 - 0メートル/秒/ 10秒)になります。 - 0秒)

円運動

直線加速度は、直線運動、つまり直線に沿った運動の場合にのみ適用されます。しかし、オブジェクトは他の方法で移動したり加速したりすることもあります。加速度は速度の変化を測定し、速度は方向を含むため、方向の変化は加速度とも呼ばれます。例えば、真っ直ぐな道を20 m / sで絶えず動いている車が急にカーブに入った場合、たとえ速度が変わらなくても、この車はカーブに沿って動くので加速しています。運転者が感じる加速度を「円周加速度」と呼びます。

申し込み

物理学の基本法則の一部として、線形加速の原理は工学から天文学まで、多くの分野で使用されています。注目に値する例は、米国宇宙航空局(NASA)によって使用され、線形空間加速質量測定装置またはSLAMMDと呼ばれる機械である。この機械は軌道上の宇宙飛行士の質量を測定するために使用されます。その暗黙の原則はニュートンの第二運動則ですが、今回の質量は力を加速度で割ることによって決定されます:m = F / a。