初めての物理学(1)運動
- カテゴリ：勉強
- 2022/07/29 20:25:17
◎力とつり合い
2人が棒を引っ張り合う時、同じ力で引っ張ると、棒は動かない。
物体が動かない時、物体にかかる力はつり合っている。
力の大きさの単位は、N（ニュートン）である。
1㎏の物体を1m動かすのに必要な力の大きさを、1Nと言う。1Nは、地球上で98gの物体にかかる重力とほぼ等しい。
地球上における重力加速度は、およそ9.8m/s²である。
◎力の合成
いくつかの力を1つの力に合わせることを、力の合成と言う。
合成した力を、合力と言う。
◎力の分解
1つの力をいくつかの力に分けることを、力の分解と言う。
◎運動の表し方
まっすぐ一定の速度で進む運動のことを、等速直線運動と言う。
速度をv[m/s]、時間をt[秒]、距離をx[m]とすると、
x=vt
と表せる。
まっすぐ一定の加速度で加速しながら進む運動のことを、等加速度直線運動と言う。
加速度の単位は、m/s²（メートル毎秒毎秒）である。1秒間に1m/s加速する加速度を、1m/s²と言う。
初速（初めの速度）をv₀[m/s]、加速度をa[m/s²]、時間をt[秒]、t秒後の速度をv[m/s]とすると、
v=v₀+at
と表せる。
t秒間加速する時、進んだ距離をx[m]とすると、
x=v₀t+1/2at²
と表せる。
◎相対速度
タクシーがv₁[m/s]、トラックがv₂[m/s]で走っている時、トラックからはタクシーがv₁-v₂[m/s]で走っているように見える。
◎合成速度
v₁[m/s]で動いている動く歩道を人がv₂[m/s]で歩いていると、歩道の外からは人がv₁+v₂[m/s]で歩いているように見える。
◎落体運動
○自由落下
自由落下の初速は0である。
時間をt[秒]、速度をv[m/s]、重力加速度をg[m/s²]とすると、
v=gt
と表せる。
○鉛直投げ下ろし
鉛直投げ下ろしの初速は下向きである。
時間をt[秒]、速度をv[m/s]、初速をv₀[m/s]、重力加速度をg[m/s²]とすると、
v=v₀+gt
と表せる。
距離をx[m]とすると、
x=v₀t+1/2at²
と表せる。
○鉛直投げ上げ
鉛直投げ上げの初速は上向きである。
時間をt[秒]、速度をv[m/s]、初速をv₀[m/s]、重力加速度をg[m/s²]とすると、
v=v₀-gt
と表せる。
距離をx[m]とすると、
x=v₀t-1/2gt²
と表せる。
◎水平投射
物体を初速v₀[m/s]で水平方向に投げた時、水平方向の速度はずっとv₀[m/s]である。鉛直方向の速度は自由落下と同じである。
◎斜方投射
物体を初速v₀[m/s]で斜めに投げた時、水平方向の速度はずっとv₀[m/s]である。鉛直方向の速度は鉛直投げ上げと同じである。
