変位 速度 時間 距離 加速度の関係

小学校(中学校、高校)では、算数で自動車が走った距離などを計算する方法をならいましたが、忘れちゃった方も多いとおもいますので、復習です。速度や時間、距離、加速度などの考え方をおさらいします。難しいことは扱いません、SimulationXpressで対応できる程度のことを学習します。

名称の詳細

名称の詳細といっても、ここでは議論するわけじゃないので、感覚的な意味合いで説明します。

 

変位

物体の位置が変化した場合が変位です。

自動車が走っている状況は変位があります。停止しても最初の位置から移動している場合は変位があります。

物理では何かに対して相対的に動いた量を変位と言いますが、その辺は無視で構いません。

動画では一定速度ですが、走った分だけが変位量になります。これが「変位」です。

相対的にというなら、地面に対しての移動ですね。

変位については後でまた解説します。

速度


速度は移動した距離を時間で割ったものと学校でならいました。

V(速度)=S(距離)÷T(時間)

上記の式によると速度は移動量(距離)が大きいほど速く、時間が短いほど速くなるといいうことです。

仮に、S(移動距離)が100メートルでT(時間)が10秒ならV(速度)は10㎧です。

Sが1000メートルTが5秒ならVは200㎧になります。

公式を覚えるのではなく、イメージとしてとらえてもらえるとうれしいです。


 

加速

物体の速度が変化したことを加速といいます。

加速には減速もあるし文字通りの加速もあります。両方を加速といってます。

動画は自動車が1秒ごとに100㎧ずつ速度が足されていくようすです。
このように速度が変化した場合は加速しているといいます。


 

上記の動画の加速度と時間のグラフです。

注意したいのは8秒の時点で加速は0ですが、速度は一定でかなり早く移動してます。
スタート時の0秒は停止状態です、0から1秒間では100(㎜/s^2)の加速度でその後7秒までは同じ量の加速度を保っています。8秒のところで完全に加速度は0になります。

単位

時間にも速度にも加速度にも単位があります。ここで単位の付け方を学習します。単位は覚えなくても大丈夫です。

 

時間

時間は「S」日本語だと「秒」 分とか時間もありますが物理では「秒」を利用する場合が多いです。

Sは英語のsecondの頭文字です。

この単位は決まり事なので「どうしてとか云云かんぬん」言っても仕方がないのでここまでです

 

距離

距離の単位は「メートル」です。ほかにもインチとかありますが、基本的にメートルです。記号なら「M」です。時間と同様決まってますのでこれでおしまい。

 

速度

速度の単位はといえば、コチラは時間や距離と少し違って考え方があります。

速度を求める式を思い出してください。

速度=距離÷時間

でしたよね。

なので、単位の付け方はM(メートル)/S(秒)

/は÷と同じ意味です。

この単位から想像がつくのが距離は1秒当たりどのくら移動したかが速度になります。


上記画像では移動した距離が300メートルで時間が6秒なら300を6等分したうちの1個50です。

速度V=300(メートル)/6(秒)

速度=M/Sということになります。

単位は「」です。上記の速度は50㎧

この場合も公式を覚えるのではなく、イメージとしてとらえてください。

 

加速度

加速度の単位も速度とおなじ考え方です、1秒当たりどのくらい加速したかを算出した結果が単位になります。

$$a(加速度の単位)=\frac{V(速度の単位)m/s}{S(時間)s}$$

もっと簡単に書くと

$$加速度の単位=\frac{m/s}{s}$$

$$加速度の単位=m/s^2$$

 

今回は変位と速度や加速度などの名称そして単位の付け方などを学習しました。とくに単位の付け方は重要ですので、イメージして理解してください。

 

このページは以上で終了です。

お疲れさまでした。

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