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）

図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_２−ｘ_１）／�凾煤∞凾�／�凾�

ｖ＝（ｙ_２−ｙ_１）／�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　風

［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／ｓ^２＝ｍｓ^−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_ｘ，ｙ成分（南北成分）

をα_ｙとすると，

　α_ｘ＝�凾普^�凾煤＝i�凾�／�凾煤j／�凾�

　α_ｙ＝�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

図6.11で

�T：等速度運動

�凾博條ﾔでｌ_０進んだ。Ｖ_２＝ｌ_０／�凾煤≠u_１

　　�凾博條ﾔたったときの速度変化＝�凾u＝Ｖ_２−Ｖ_１

α_�T（加速度）＝�凾u／�凾煤＝iＶ_２−Ｖ_１）／�凾煤≠O

　�U：加速運動

�凾博條ﾔでｌ_１進んだ。Ｖ_２＝ｌ_１／�凾煤FＶ_１＝ｌ_０／�凾�

�凾博條ﾔたったときの速度変化

＝�凾u＝Ｖ_２−Ｖ_１＝（ｌ_１−ｌ_０）／�凾煤F　＞０：ｌ_１＞ｌ_０

α_�T（加速度）＝�凾u／�凾煤＝iＶ_２−Ｖ_１）／�凾煤F＞０

�V：減速運動

�凾博條ﾔでｌ_２進んだ。Ｖ_２＝ｌ_２／�凾煤FＶ_１＝ｌ_０／�凾�

�凾博條ﾔたったときの速度変化

＝�凾u＝Ｖ_２−Ｖ_１＝（ｌ_２−ｌ_０）／�凾煤i　＜０：ｌ_２＜ｌ_０）

α_�U（加速度）＝�凾u／�凾煤＝iＶ_２−Ｖ_１）／�凾煤F＜０