物理学

物理学における加速度の定義と運動法則

物理学における加速度の定義と運動法則
物理学における加速度の基本概念、数学的定義、等加速度運動の公式、および関連する単位について解説する百科事典記事です。

📌 主なポイント

  • 加速度は単位時間当たりの速度の変化率である。
  • 加速度は大きさと向きを持つベクトル量である。
  • SI単位系における加速度の単位はm/s²である。

加速度(かそくど、英: acceleration)とは、単位時間当たりの速度の変化率、すなわち速度の时间微分を指す物理量である。速度ベクトルの時間的な変化を示すベクトル量として定義され、大きさと向きの双方を持つ。

数学的定義

微小時間を経過したときの速度差を考え、その時間間隔をゼロに近づける極限をとることで加速度は導出される。古典力学において、位置ベクトルを時間で2回微分したものとしても表される。平面運動を極座標で表現する場合、動径方向の成分と角方向の成分に分解して記述される。

等加速度運動

加速度が時間経過によらず一定である運動を等加速度運動と呼ぶ。初速度と経過時間が既知である場合、速度および変位はそれぞれの公式によって算出される。また、時間の経過変数を含まない速度と変位の関係式も誘導される。

単位

国際単位系(SI)における加速度の単位はメートル毎秒毎秒(m/s²)が用いられる。その他、CGS単位系におけるガル(Gal)などが使われることがある。

よくある質問

加速度とは何ですか?
単位時間あたりの速度の変化率を表すベクトル量です。
加速度のSI単位は何ですか?
メートル毎秒毎秒(m/s²)です。
等加速度運動とはどのような運動ですか?
加速度の大きさと向きが時間的によく一定に保たれる運動のことです。

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参考文献

  1. 小出昭一郎『物理学』裳華房、1997年。