力学高校物理・化学で出てくる

角速度の単位 rads の意味|基本単位で表すと 1s

rads=1s
次元 [T⁻¹]
検算のポイント

答えが角速度なら、右辺の単位は rads(= 1s) になっているはず。ならなければ、どこかが間違っています。

このページでわかること
  • 角速度を言葉でどう言い表すか
  • その言葉を単位に置き換えると、なぜ rads になるのか

角速度とは? 言葉で意味をつかむ

角速度とは 1秒あたりに回る角度。

言葉の式
角速度 = 回った角度 ÷ かかった時間

言葉の式に出てくるそれぞれの言葉は、すでに単位がわかっている量です。言葉を単位に置き換えてみましょう。

言葉何の量か単位
回った角度角度(平面角)rad
かかった時間時間s
[角速度] =rad÷s
   =rads
   =1s

言葉の通りに単位を並べるだけで、rads が出てきました。

基本単位までたどる

言葉の式に出てきた量も、さらに言葉の式で分解できます。角度(平面角) → 角速度 の順にたどると、すべて基本単位(m・kg・s・A・K・mol・cd)だけで表せます。

角度(ラジアン)は「弧の長さ ÷ 半径」で決めます。m を m で割るので単位は消えてしまい、rad は実は次元をもちません。

[θ] =m÷m=1=rad

角速度は「1秒あたりに回る角度」。rad を s で割って rads です。rad は次元をもたないので、次元だけ見れば s⁻¹ になります。

[ω] =rad÷s=rads=1s

よくある間違い:同じ単位でも別の量

次の量は 角速度 と次元 [T⁻¹] が同じです。単位が一致しても意味が違うことがあるので、検算のときは「何を表す量か」も確かめましょう。

角速度が出てくる公式

まとめ
  • 角速度とは、1秒あたりに回る角度。
  • 言葉の式 角速度 = 回った角度 ÷ かかった時間 を単位に置き換えると rads。
  • 基本単位だけで書くと 1s。

練習問題:分子と分母を見きわめる

問題文には単位が書いてあります。計算はしなくてかまいません。どの単位が分子(上)に、どの単位が分母(下)に来るかだけを考えて選んでください。

問1角速度は「回った角度 ÷ かかった時間」で求められます。「回った角度」[rad]、「かかった時間」[s] のとき、角速度の単位はどれ?

答えと解説

正解:A rads

かける量(回った角度)の単位が分子、割る量(かかった時間)の単位が分母に来ます。まとめると rads。

問2角加速度の定義 α=ΔωΔt を使います。α 「角加速度」[rads2]、Δt 「時間」[s] のとき、角速度 Δω の単位はどれ?

答えと解説

正解:A rads2·s

式を Δω について解くと Δω=αΔt。分子・分母にそれぞれの単位を入れると rads2·s = rads。

問3角速度 = 回った角度 ÷ かかった時間 です。「角速度」[rads]、「かかった時間」[s] のとき、「回った角度」の単位はどれ?

答えと解説

正解:D rads·s

言葉の式を「回った角度」について解き直すと「回った角度 = 角速度 × かかった時間」。単位を入れると rads·s = rad。

次に読む:角速度を使って表される量