アドオン作成に必要な物理知識

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牽引力と車両質量、加速度の関係

力（牽引力）と質量（車両質量）、加速度の間には、
m * a = F　（mは質量;単位[kg]、aは加速度;単位[m/s2]、Fは力;単位[N]）
の関係がある（ニュートンの運動方程式）。
- 牽引力と車両質量から加速度を求めるには上の式を変形して、
  a = F / m
  の関係にするとよい。
- 計算の際は、単位をきちんと揃えることに注意する。そうでないと正しい数値が計算できない。
- force.csvに記入する力の単位は[N]、parameters.txtに記入する車両質量の単位は[kg]となっている。
なお、ここで使用する加速度の単位は[m/s2]であるが、馴染み深い単位の[km/h/s]に相互変換するには以下の関係を使用する。
1[m/s2] = 3.6[km/h/s]
- 「KEIKYU WEB→京急博物館→京急電鉄車両紹介のページ」内の各車両紹介ページでは[m/s2]単位で加減速度が書かれているので、[m/s2]単位がピンと来ない方は一度見ておくとよい。例えば新1000形ステンレス車の加減速度は加速度0.97[m/s2]、常用最大減速度1.11[m/s2]とあるが、3.6をかけて単位変換するとそれぞれ大体3.5[km/h/s]、4[km/h/s]となる。
- この単位変換を求める手順は、以下の通りになる。
  1[m/s2] = (1 / 1000)[km/s2] = {(60 * 60) / 1000}[km/h/s] = (3600 / 1000)[km/h/s] = 3.6[km/h/s]

慣性係数とは、牽引力から加速度を計算するときに必要となる、車両の前後運動に関係しない運動（車輪の回転など）に取られるエネルギーを補正するための数値。
- 例えば京成3500形の場合、M車一両あたりの実際の質量は34000[kg]であるが、加速度を計算するときには慣性係数を加味した、34000[kg] * (1 + 0.1) = 34000[kg] * 1.1 = 37400[kg]の値を使用する。
- 同様にT車一両あたりの慣性係数を加味した質量は34000[kg] * (1 + 0.05) = 34000[kg] * 1.05 = 35700[kg]となる。
慣性係数の一覧
電気機関車：0.15
電動車：0.1
新幹線電車：0.11（計画値）
付随車：0.05
客貨車：0.05
- 電気機関車や電動車の慣性係数が付随車より大きいのは、モーターやギヤを回す分余分にエネルギーが要るため。

ノッチ曲線の牽引力でよく見られる[kg]という単位はいわゆる重量キログラムで、[kgf]とも表される。表記は同一でも質量の[kg]とは別物の単位であることに注意。1[kgf]は1[kg]の質量をもつ物体が標準重力加速度（9.80665[m/s2]）のもとで受ける重力の大きさとされる。(学校では[kgw]（キログラム重）と習う。)
- これをニュートン単位に変換するには、ニュートンの運動方程式（m * a = F）より、1[kgf] = 1[kg（質量）] * 9.8[m/s2] = 9.8[N]とすればよい。
[ton/f]も表記は微妙に異なるものの[kgf]と同族の単位であり、1[ton/f] = 1000[kgf] = 9807[N]と変換できる。

運転台パネルファイル中の、NaturalFreqの項目には指針の固有角振動数を入力する。この値が大きいほど針の振動の一往復にかかる時間が短くなる。この値を0にすれば一切針がブレず値を正確に指示するようになるので、液晶画面等の表示器で指針を使う場合やごくゆっくり指針が動く場合はこの値を指定するとよいだろう。
- （固有）角振動数とは、周波数に2π = 2 * 3.14 = 6.28を掛けて得られる値である。また、針の周期（一往復に要する時間）の逆数が周波数となる。例えば、針が一往復するのに要する（固有）角振動数と時間の関係はそれぞれ3.14で2秒、6.28で1秒、12.56で0.5秒となる。
- 針の振動の周期T、周波数f、（固有）角振動数ωの関係は次のようになる。ただし、時間の単位は秒、円周率をπとする。【ω = 2 * π * f, f = 1 / T】

運転台パネルファイル中のDampingRatio項目には指針の減衰率を入力する。この値が大きいほど、早く針の振動が収まる。この値を0にすると、針の振動が全く減衰せず振れっぱなしになる。