物理基礎:運動方程式

<ポイント>
・物体が外から力を受けると、その向きに加速度が生じる
・生じる加速度 a の大きさは、受ける力 F に比例し、質量 m に反比例する
運動方程式「[F]=m[a]」(F, a はベクトル)
物体が外部から力を受けると、その力を受けた方向に加速度が生じます。
その力を受けた方向に、動こうとするということです。
運動方程式

このときに生じる加速度 a の大きさは、受けた力 F の大きさに比例します。
また、「物体の質量 m には反比例」します。

つまり、大きな力を受けると加速度は大きくなるが、物体の質量が大きいほど加速度は大きくなりにくいということです。

この関係を式にしたものを、運動方程式といいます。

運動方程式
[F]=m[a] (F, a はベクトル)

たとえば、
「なめらかな水平面上にあり、質量 5.0kg の物体が 15N の力を受けた」ときに生じる加速度は
[F]=m[a] より、
15 = 5.0・a
a = 3.0 m/s2
となります。

<補足>
物体が「複数の力を受けて運動する」場合は、物体の運動方向の成分の和を求めて、運動方程式を使います。
また、運動方程式を立てるときは、必ず加速度の正の向きを決めて立式します。
(ふつうは運動する向きを正とします)
<まとめ>
・物体が外から力を受けると、その向きに加速度が生じる
・生じる加速度 a の大きさは、受ける力 F に比例し、質量 m に反比例する
運動方程式「[F]=m[a]」(F, a はベクトル)

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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