2020.09.13みなさん、こんにちは。物理基礎のコーナーです。今回は【重力加速度】についてです。重力加速度とは、自由落下や放物運動、斜面上を物体が滑る問題など「重力」に関係する物理の問題を解くうえで非常に便利な考え方です。この記事では重力加速度とは何なのか、重力加速度はどうやって算出するのか、重力に関する計算問題を解くうえでどう便利なのか、を解説していきます。今回の重力加速度のまとめ重力加速度とは?重力加速度について理解するためには「重力」と「加速度」それぞれについて理解する必要があります。「単位時間あたりの速度の変化量」を表します。高校物理では加速度の単位はだいたいの場合が「$\rm{m/s}^2$」なので、加速度は「1秒あたりに速度がどれだけ変化するか」を表す量とも言えます。加速度についてもう一つ知っておくべきことは、加速度が「ベクトル」だということです。加速度は向きと大きさを持つ物理量なので、加速度を聞かれたら、向きまで答えることを意識しましょう。解説)」に詳しく載っています。...https://wearewhatwerepeatedlydo.com/tokasokudoundoみなさん、こんにちは。物理基礎のコーナーです。今回は【等加速度運動】について解説します。加速度運動を理解することは物体の運動を理解することそのものです。センター試験で頻出どころか、力学のすべての問題に関係します。等加速度運動の公式をしっかりと覚え、練習問題を解きながらこの分野に関する理解を深めていきましょう。この記事では等加速度運動の公式と等加速度運動のグラフについて解説し、その途中で、平均の速度や瞬間の速度という概念にも触れていきます。我々は日々、地面に張り付いて生きていまして、ジャンプしてもすぐに地面へと引き戻されてしまいます。なる原因は地球上のあらゆる物体に対して「重力」という力が働いているためです。重力は地球の中心向きに生じ、その大きさは物体の質量に比例します。ジャンプして上向きの速度を得ても、下向きに重力が働くために下向き加速度が生じ、すぐに地面に戻ってくることになります。「重力」とは地球などの天体上において、物体が地球の中心方向に引っ張られる力であり、その大きさは物体の質量に比例します。重力は地球以外の天体においても生じます。」はそれぞれ別物です。以下にそれぞれをまとめました。質量・・・物体の「動きにくさ」を表す量。重力・・・ある天体上の物体が地面に引き寄せられるように働く力。重さ・・・重力の大きさのこと。質量と重さは日常生活で混同しがちですが、物理学において質量の単位は[kg]、重さの単位は「N」です。重力は「場所」と「時刻」によって微妙に変わってきます。「上空1万メートル」と「地表付近」では重力が異なりますし、「北極」と「ハワイ」でも異なります。「昨日」と「今日」でも微妙に異なっています。「重力によって生じる加速度」のことです。以下で、重力加速度と重力、質量がどのような関係にあるのか考えてみます。ニュートン先生は「物体に力が働くと、その力の向きに、力の大きさに比例した加速度が生じる」ことを発見し、これを運動方程式という形にまとめました。$\overrightarrow{F_\rm{g}}$の関係が分かりました。(質量)となっています。地球上の重力加速度を計算してみる重力が「場所」と「時刻」によって変化するということは、重力加速度も「場所」と「時刻」によって変化します。言ってもほんの少ししか変わらないので、大雑把に考えるならば地球上のどこであっても一定です。ここでは地球上の重力加速度を計算してみたいと思います。重力加速度を測定する方法は色々ありますが、最も簡単で、すぐに思いつく方法で調べてみます。下の図をご覧ください。分かれば、進む距離を計算可能です。そこで、初速度をゼロとし、一定の距離を落下する時間を測定することで加速度を計算することとしました。mからパチンコ玉を落とし、地面に到達するまでの時間を測定します。パチンコ玉にしたのは空気抵抗の影響を可能な限り除外するためです。ばらつきの影響を減らすため試行回数を30回とし、落下にかかる時間を測定して得られた結果が右の表です。人力で測定しているため、ご覧の通りデータのばらつきは大きいです。0.54秒と分かりました。\end{eqnarray}となります。\end{eqnarray}重力加速度を求めることができました。上でも述べましたが、この重力加速度は人力で測定しています。0.1$秒ほどのばらつきがあります。そもそも大気中で物体を自由落下させれば空気抵抗や物質自体の大きさも加味しなければいけないので、上記結果は正確な測定からは程遠いものです。ここでは「身近なものを使って簡単に重力加速度の測定が行える」ということが分かっていただければ十分です。正確に重力加速度を測定するためには振り子やバネの伸びを使う方法が有効です。1901年には重力加速度をちゃんと計算して、標準重力加速度が定められました。%ほどずれがあることが分かります。人間の動体視力を用いて測定を行ったにしてはまずまずの結果かと思います。実際、測定結果が本来の値と近いかどうかは些細な問題でして、大事なことは「計算可能であること」と「計算方法」を知っていることです。力が働くと加速度が生じます。逆に言えば、加速度が生じているならば力が働いているということです。重力を求めることができます。\overrightarrow{g}$$となります。あることが分かりました。この結果は物理の問題を解く上でとてもよく出てきます。「重力の大きさは『mg』」と暗記している人も多いと思いますが、「なぜmgなのか?」ということを忘れてしまったときにはもう一度この記事を確認してい頂ければ幸いです。今回の重力加速度のまとめ今回の重力加速度については以下の内容を学びました。様々な力とその働き【物理基礎】張力とは何か?例を用いて解説!問題演習もできます!今回は物理基礎の【張力】について解説をしていきます。張力は力学で扱う基本的な力の一つです。理解しておかないと、実際に問題を解くときにつまづいてしまいます。この記事では、例を挙げつつ、「張力」とは何かについて解説していきます。物理...様々な力とその働き抵抗力の求め方を解説(空気抵抗の入試問題も解説!)【物理基礎】こんにちは。今回も物理を学んでいきましょう。前回は摩擦力について解説しました。摩擦力という抵抗力を考えることで私たちの周りの実際の運動について考えることができましたよね。(位置エネルギーの公式を使って問題を解く)みなさん、こんにちは。物理基礎のコーナーです。今回は【ばね】について解説します。具体的には、ばねによって生じる力、弾性力とは何なのか、フックの法則とは何なのか、ばねの公式を含めた基本事項を解説し、続いてばねの弾性によって生じる位置エネルギー...様々な力とその働き放物運動の公式を使って計算問題を解こう!【物理基礎】みなさん、こんにちは。物理基礎のコーナーです。今回は【放物運動】についてです。今回は、放物運動についてそのれが何か説明した上で、放物運動の公式の復習や計算方法の確認をし、放物運動の問題について理解を深めていきたいと思います。物体の運動みなさん、こんにちは。物理基礎のコーナーです。今回のテーマは【斜面上の物体の運動】です。法則とは何か?例を用いて解説みなさん、こんにちは。物理基礎のコーナーです。今回は【作用・反作用の法則】についてです。例を挙げつつ、「作用・反作用の法則」とは何かを解説していきますので、この記事で「作用・反作用の法則」の意味を理解していただければ幸いです。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。※サイト次回のコメントで使用するためブラウザーに自分の名前、メールアドレス、サイトを保存する。上に表示された文字を入力してください。世界史ヨーロッパ中世eBookも発売しました!プロフィール(生徒による私の似顔絵...似てない...)こんにちは。emitaと言います。現役の元某私立高校で教員をしておりました。教室長をしております。現役中高生のみならず学び直しをしたい大人の方々のために教育系ブログをはじめました。このブログを通じてみなさんの学力が上がれば嬉しいです。