6.1.4 運動の力学の法則

1 速度,加速度

(1)速度

 速度=(動いた距離(メートル:m))/(動いた時間(秒:s))単位:m/s=ms−1

単位時間(1s:1秒)あたりの移動距離(m)

気象(物理)では距離(長さ)はm(メートル),時間はs(秒)で表わす。自動車の時速

72kmはmとsで表わすと,

    72×1000m/(1(時間)=60(分)×60秒)=20(m/s

 

6.10のx−y面,水平面の風V(u,v)を考える。

αが45°のときは南西の風である。

     風の東西成分 u=VCosα

風の南北成分 v=VSinα

一般的な形では,空気が凾博條ヤで凾撃フ距離を動いたとき,

   V=凾戟^凾煤F凵iデルタ)は微小,僅かなという意味。

また,風速の東西成分u,南北成分vは次のように表わすことができる。

u=(x−x)/凾煤∞凾/凾

v=(y−y)/凾煤∞凾凵^凾煤@    (6.1)

凾,凾凵F空気が@からAへ動いたときのx軸方向とy軸方向の距離。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

図6.10 

 

 

[問題] 風速10m/s,風向が南西(図6.10でα=45°)の時と風向が北東(南西と反対方

向)の時の東西成分u,南北成分vを求めなさい。

南西の時  u=10・Cos45° (=10・1/=10/1.41) ≒7.1(m/s)

v=10・Sin45° (=10・1/=10/1.41) ≒7.1(m/s)

    北東の時  u≒−7.1(m/s),v≒−7.1(m/s)

 *風向が正反対になります。

*東西成分:東向きが+,西向きが−の値  南北成分:北向きが+,南向きが−の値 

 

(2)加速度

 加速度は単位時間あたりの速度の変化を表す。

加速度の単位は(速度/時間)=m/sms−2で,加速度もベクトルである。

加速度をα(アルファー)でとし,加速度のx成分(東西成分)をα,y成分(南北成分)

をαとすると,

 α=凾普^凾煤=i凾/凾煤j/凾

 α=凾磨^凾煤=i凾凵^凾煤j/凾煤@    (6.2)

となる。

ある方向へ10m/sで動いている物体が2秒後に20m/sの速度になったとすると,この2秒間

の平均化速度は

加速度α=((20−10)m/s)/2s=5m/s2

である。

 

 

図6.11 等速度・加速度運動

6.11

T:等速度運動

凾博條ヤでl進んだ。V=l/凾煤≠u

  凾博條ヤたったときの速度変化=凾u=V−V

αT(加速度)=凾u/凾煤=iV−V)/凾煤≠O

 

 U:加速運動

凾博條ヤでl進んだ。V=l/凾煤FV=l/凾

凾博條ヤたったときの速度変化

=凾u=V−V=(l−l)/凾煤F >0:l>l

αT(加速度)=凾u/凾煤=iV−V)/凾煤F>0

 

V:減速運動

凾博條ヤでl進んだ。V=l/凾煤FV=l/凾

凾博條ヤたったときの速度変化

=凾u=V−V=(l−l)/凾煤i <0:l<l

αU(加速度)=凾u/凾煤=iV−V)/凾煤F<0