物体が運動をするときの速度は、等速直線運動のように常に一定とは限りません。今回は 速度が変わる運動 について考えましょう。

例えば、みなさんが50m走を走るときを想像してみてください。スタート直後よりもゴール直前のほうがスピードが増しているように感じますよね？ これは、50mを走っている間に速度がどんどん上昇しているためです。このように 速度が変化する運動 では、物体の運動を速度v、位置x、時間tだけで表しきれません。このとき、必要になるのが 加速度 という考え方です。

では、加速度とは一体何か、どのように表すことができるのか、解説していきましょう。。

加速度 とは、 1[s]あたりの速度の増分 のことを言い、 記号a で表します。これは、加速度の意味をもつ英語accelerationの頭文字から来ています。次の図を例にして、加速度を考えてみましょう。

クマちゃんは時刻0[s]のとき速度3.0[m/s]で走っていて、その2.0[s]後には速度が7.0[m/s]に変化しています。クマちゃんの運動は、まさに速度が変化している運動ですね。

加速度 は 1[s]あたりの速度の増分 のことなので、今回の場合では、 1秒間にクマちゃんの速度がどれだけ増えたのか が加速度の値になりますね。

ではクマちゃんの加速度を求めてみましょう。クマちゃんは2.0[s]間で、速度は3.0[m/s]から7.0[m/s]、つまり4.0[m/s]増えました。加速度は1秒間に増えた速度を表します。今回経過した時間は2.0[s]間ですので、増えた速度4.0[m/s]÷2.0[s]で、加速度a=2.0[m/s²]と求めることができますね。加速度は、速度[m/s]を時間[s]で割っているので、単位が [m/s²] となることもおさえておきましょう。

速度の増分は、 時間が後の速度から前の速度を引く ことで求めることができます。このとき、速度が増えていても、減っていても関係ありません。経過した時間から見て、 後の速度から前の速度を引く ことを、しっかり頭にいれておきましょう。