減速度とは?
減速度とは、物体の速さを落とす向きにはたらく加速度のことです。運動の向きを基準にすると、いわば「マイナスの加速度」にあたります。本ツールでは、速度の変化と、減速にかかった「距離」または「時間」のいずれかを使って、その減速度の大きさを求めます。結果は世界共通のSI単位(m/s²)で表示されるため、自動車・ランナー・投射物・機械など、あらゆる動く物体に応用できます。
使い方
まず初速度と終速度を「メートル毎秒(m/s)」で入力します。次に計算方法を選びます。減速中に進んだ距離がわかっている場合は「距離を使う」を選んで距離を入力し、減速にかかった時間がわかっている場合は「時間を使う」を選んで時間を入力します。すると、減速度の大きさ、符号付きの加速度、相当するG(重力加速度比)、そして所要時間の目安が表示されます。
計算式の解説
運動学の式より、距離がわかっているときは $$a = \frac{\left|v_f^{2} - v_i^{2}\right|}{2d}$$ を使います。時間がわかっているときは $$a = \frac{\left|v_f - v_i\right|}{t}$$ を使います。結果がマイナスになるのは物体が減速していることを意味し、減速度はその絶対値として表示します。さらに結果を \(9.80665\ \text{m/s}^2\) で割ると、快適性や安全性の目安として便利なG(重力加速度比)に換算できます。
計算例
30 m/s で走行している自動車が、75 m かけてブレーキをかけて停止(0 m/s)したとします。 $$a = \frac{0^{2} - 30^{2}}{2 \times 75} = \frac{-900}{150} = -6\ \text{m/s}^2$$ 減速度の大きさは 6 m/s²、約 0.612 G にあたり、しっかり効いてはいるものの一般的なブレーキ操作の範囲です。平均速度は 15 m/s なので、所要時間は約 5 秒となります。
よくある質問
減速度は必ずマイナスになりますか? 速さが落ちるとき加速度の値はマイナスになりますが、「減速度」という言葉は通常その正の大きさを指します。本ツールの見出しに表示しているのもこの値です。
どの単位を使えばよいですか? 速度はメートル毎秒(m/s)、距離はメートル(m)、時間は秒(s)で入力すると、結果が m/s² で得られます。
安全な減速度の目安は? 快適なブレーキングはおよそ 3 m/s²(約 0.3 G)、強い緊急ブレーキは 8〜10 m/s²(約 0.8〜1 G)に達します。