3.1.2 エネルギー
運動エネルギーの他に位置エネルギー、熱エネルギーなどのいろんなエネルギーがあります。全ての
エネルギーの単位はJ(ジュール)を使います。エネルギーを理解するために熱力学から力学へ少し寄
り道をします。
図3.2のように等速度V1(m/s)で動いている(静止は速度が0と考えます)質量m(Kg)の物体があ
ります。この物体をFの力で押したとき、凾煤i秒)後に速度がV2(=V1+况)になりました。
力を加えた結果、加速したわけです。動いている方向と逆方向に力を加えると減速します。この時は
凾uはマイナスです。
凾舶bで速度が凾u変化したわけですから、1秒間では速度の変化は凾u/凾狽ナ、これを加速度α
と言います。
単位:m/s2=ms−2 (3.1)
距離、長さm(メートル)
速度m/s
時間s(秒)
物体に2倍の力を加えると加速度は2倍になり、同じ力を2倍の質量の物体に加えると加速度は
1/2になります。力と質量、加速度の関係は
力=質量×加速度 : F=mα (3.2)
と表わされ、ニュートンの運動の第2法則、運動方程式といいます。
力の単位はKg・m/s2=Kg・m・s−2で、これをN(ニュートン)で表わします。1Nは単位質量
(1Kg)の物体に作用して加速度1m/s2を生じさせる力の大きさです。
図3.2 力と加速度
図3.3 力・質量・加速度