3D-CADや型枠の解析に必須項目です。速度と加速度を平面で表すとどうなるか画像を用いて解説します。速度も加速度も方向と大きさ両者を持ったベクトルで表すことができます。最近では高校の物理で習うらしい。但し学校のような堅苦しい学習はありません、意味が分からないと意味が無いので簡単に…
まっすぐな速度
大きく分けて直線で表す方法と平面で表す方法があります。
速度は向きと大きさで表すのが正しいのですが、あまり厳密に考えると普通の人には通用しませんので注意してね。
物理の教科書には、速度はベクトルでその大きさが速さと書かれています。
上記は無視で構いません。
直線で表す
単に直線で表す方法もあります。
AからみてBの速さを求めることを相対速度を求めるといいます。
直訳するとAに相対してBの速度みたいな
子供のころのあれですよ。向こうの電車の方が遅いとか速いとか。
数式だと
上記の式が成り立ちますがわかりますか。
かんたんだから大丈夫ですよね。
自分が乗っている電車Aの速度はVa
電車BのスピードメーターはVabになっています。
斜めの速度
物体は、100％まっすぐな状態をつくることはできません。そこで方向と大きさをもったベクトルで表す必要があります。
平面で表す
速度を平面で表す場合は、少しややこしいので、実際にイメージしながら考えるとわかりやすいと思います。
自動車Aの速度は10㎧、あなたの自動車も同じ10㎧で進みます。
このように、見た位置からの変位を相対的な変位といいます。
言葉は覚えなくても大丈夫です。
スピードが同じなのであなたの自動車（B）も2秒後は北に20mの位置まで移動しています。
あなたが斜め後ろ（南東）を見たときに自動車Aが視線の中央に来ています。真南でもなく、真東でもなく斜め後ろに来ています。図の矢印でいうと黒矢印の方向です。2秒後は20mX2の位置ではなく、黒矢印の長さの部分にいるわけです。
これでお分かりだと思います。2秒後は黒矢印の長さ分自動車Aと離れたことになりますので、黒矢印の長さを計算すればいいことになります。
数式は？
速度Vは距離÷時間で表すことができます。
2秒後の自動車Aとあなたとの距離は三角形の比率から20×√2です。
$$V=20\sqrt{2}$$
となります。
意外と簡単ですね。文系の方もこれで安心！
今回は速度を平面で表現する方法や計算式などを勉強しました。いままで、物理に縁がないかたでも意外と簡単にわかっちゃったりします。
公式みたいな感じで記述しましたが、式を覚える必要は全くありません、ただどうしてそうなるのかだけわかれば理解度200％です。
次回はいよいよ加速度の項目です。
このページはこれで終了です。
お疲れさまでした。
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