力による運動の変化
ショッピングカートに力を加えて、運動させる過程を考えてみます。
カートに作用する力の大きさを2倍、3倍に増加させると、速度の変化は、2倍、3倍になります。
力の大きさは一定にして、カートの質量を2倍、3倍に増加させると、速度の変化は、\( \frac{1}{2}\)倍、\( \frac{1}{3} \)倍になります。
つまり、物体に力が加わると、物体の速度が変化します。物体の速度が変化する程度は、加えられる力の大きさに比例し、物体の質量に反比例します。
\[ a = \frac{F}{m} \]
「a」は、加速度です。物体の運動速度が変化する程度です。単位は「m/s²」です。
「F」は、物体に加わる力です。単位は「N（ニュートン）」です。
「m」は、物体の質量です。単位は「kg」です。
これを「加速度の法則」または「ニュートンの運動の法則」と呼びます。量子力学と特殊相対性理論の効果を無視することができる範囲で、この法則は、かなり有効です。この法則は、電子のような素粒子から天体の運動も説明することができます。