ニュートン力学

等速直線運動

等速直線運動では、物体は一定の速度で直線上を動き、移動距離は時間に比例して増えます。

直線上を一定の速さで歩く人は、等しい時間ごとに等しい距離を進みます。

x = x₀ + vt, s = |v|t

定義: 量とモデル

x₀ は初期位置、v は符号をもつ一定速度、x は時間 t 後の位置です。向きが変わらないとき、移動距離は s = |v|t です。

シミュレーションで運動を観察し、時間に応じた数値を確認しましょう。

モデルの読み方

等速直線運動では、物体は一定の速度で直線上を動き、移動距離は時間に比例して増えます。

例: 解答例

自転車が x₀ = 5 m から正の向きに v = 3 m/s で進みます。4 s 後の位置は x = 5 + 3×4 = 17 m です。

解答

自転車が x₀ = 5 m から正の向きに v = 3 m/s で進みます。4 s 後の位置は x = 5 + 3×4 = 17 m です。

等速直線運動の位置‐時間グラフは直線で、その傾きが符号付き速度を表します。1.2 m/s で歩く人は 25 s で 30 m 進みます。二人が反対方向へ動く場合、出会う位置を計算する前に一方の速度を負にします。区間全体の平均速度が各瞬間の速度と同じとは限りません。

例: 歩行距離の計算

人が 1.5 m/s で 40 s 間等速で歩きます。何 m 進みますか。

解答

s=vt=1.5×40=60 m です。

等しい時間間隔では、一定速度なら等しい変位になります。式を使う前に単位をそろえましょう。72 km/h は 20 m/s です。速度‐時間グラフは水平線、位置‐時間グラフの傾きは一定です。

この運動で正しい量または説明はどれですか。

この運動を正しく説明しているのはどれですか。