高校物理をやさしく解説するブログ

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    カテゴリ:高校物理 力学 > 等加速度直線運動

    vtグラフ


    vtグラフ

    物体の運動に関する問題で
    よく出題されるのがvtグラフだ。

    このvtグラフの問題が出たら、
    式を立てて解くよりも、
    グラフの性質をうまく利用して、
    図から、ビジュアル的に
    簡単に解くようにしよう。 【等加速度運動の v-tグラフ 】の続きを読む

    1.等速度運動
    (1) 速さと速度について
    「速さ」と「速度」は同じ意味を示すものと思いがちだが、
    物理ではしっかりと区別して理解する。

    「速さ」と「速度」言葉は似ているが、速さと速度は同じものではない。
    別のものと考えよう。

    ‘韻限度で運動→等速度運動といえる○
    同じ速さでカーブを曲がる運動→等速度運動といえない×

    ,両豺臚韻限度で運動していると言える。△両豺腓脇韻限度で運動しているとは言えない。しかし,同じ速さで運動しているとは言える。その違いは何か?速度は「大きさ(速さ)と向き」の2つの量を示すものであるということである。それに対して速さは「大きさ」のみを表す量である。円運動している場合は,たとえ一定の速さである時速20kmで運動していたとしても,常に向きが変化している。つまり速さは一定だが速度は変化しているのだ。よって同じ速度で運動しているとは言えないのである。ということは,同じ速さで運動しても加速度は存在する?

    同じ速度で運動=等速度運動=等速直線運動
    等速度運動と等速直線運動は同じこと。等速度運動は同じ速さで真っ直ぐに運動することである。

    (2) 平均の速さと瞬間の速さ
    実は速さには2種類あって、「平均の速さ」と「瞬間の速さ」というものがある。例えば100m走の走者のタイムが12sの場合,走者の速さは100÷12≒8.3m/sと計算で求まっていても,それは平均の速さなのである。厳密にいうと走っている途中は,速くなったり遅くなったりしていて、速さは一定ではない。だから8.3m/sというのは「平均の速さ」ということになる。全ての距離をかかった時間で割れば平均の速さとなる。それに対して「瞬間の速さ」は,その瞬間瞬間の速さであるが,これを求める場合は、非常に短い時間Δtにおいて進んだ距離ΔsそのΔtで割ってあげればよい。

    いろいろなものの速さ
    歩行者1m/s
    自転車5m/s
    チーター30m/s
    新幹線80m/s
    ジェッ旅客機250m/s
    音(空気15℃)340m/s
    スペースシャトル7.7×10**3 m/s 
    地球の公転3.0×10**4 m/s 
    光(真空中)3.0×10**8m/s 【等速度運動と等加速度運動のまとめ】の続きを読む

    1学期から物理をスタートした場合、
    力学から始まる学校が多いでしょう。

    そして、ちょうど今ごろ、
    等速直線運動や等加速度直線運動を
    勉強している時だと思います。

    さて、等加速度直線運動では、
    公式を3つ覚えなければならないですね。

    速度vの式
    変位xの式
    速度vと変位xの式

    の3つです。

    公式は覚えてしまえば
    簡単なんだけど、
    そこまでたどり着くのが
    至難の業ではないでしょうか。

    そこで、まずはじめの公式である
    速度vの式を覚える前に、
    速度vの求め方を
    公式を使わないで理解しましょう。

    まず、加速度の定義から、

    加速度=単位時間当たりの速度変化を示す量

    です。

    たとえば、
    乗り物がスタートラインを速度10m/sで走りぬけ、
    そのまま等加速度直線運動をして
    5秒後に速度25m/sになったとしましょう。

    この場合、速度変化は

    25-10=15m/s

    となります。

    これは、5秒間での速度変化ですから、
    加速度を求めるためには、
    1秒間当たりの速度変化を
    求めなければなりません。
    したがって、計算は、15m/sを5秒で割ります。

    15÷5=3

    答えの3に加速度の単位〔m/s2〕(sは2乗です)を付けて

    3〔m/s2〕

    となります。

    ちなみに、この加速度は正の意味もあります。
    もしも、走っている方向を正とするならば、

    +3〔m/s2〕

    となります。

    さて、この乗り物が
    そのまま5秒を越えても
    同じ加速度で運動したとしましょう。

    じゃあ、ここで質問です!

    スタートラインから7秒後の速度はいくらですか?

    ここで公式は使いませんよ。
    こう考えましょう。 【等加速度直線運動の公式を使わないで速度を求める方法】の続きを読む

    高校物理 力学 目次(1)

    1.等加速度運動

    速さと速度
    速さと速度
    平均の速さと瞬間の速さ
    速度の合成と分解
    相対速度
    速さと速度まとめ

    等速直線運動
    等速直線運動
    v-tグラフ
    変位とは 【高校物理 力学 目次 1.等加速度運動】の続きを読む

    等加速度運動のグラフ

    等加速度運動のグラフですが、
    次の2種類がよく出題される。

    1.v-tグラフ・・・速度と時間のグラフ
    2.x-tグラフ・・・変位と時間のグラフ

    では、一つずつ見ていこう。 【等加速度運動のグラフ】の続きを読む

    等加速度運動


    等加速度直線運動というのは、
    読んで字の如く、

    等しい加速度で直線運動をする

    ということです。

    この運動を考えるとき、
    等加速度直線運動の3公式
    というのが基本となります。

    早めに、しっかりと理解して、
    頭に入れておくこと。

    等加速度直線運動の3公式

    ‖度の式 v = v0 + at
    ∧儖未亮 x = v0t + 1/2at^2
    B度と変位の式 v^2 - v0^2 = 2ax

    ※^2は2乗を表す

    覚え方は次のようになります。 【等加速度直線運動の3公式】の続きを読む

    等加速度直線運動の速度の式
    におけるイメージ

    一直線上を等加速度運動している
    物体を考えよう。

    この物体の運動は、
    等加速度直線運動と呼ばれます。

    では、次のことを考えてみよう。

    初速度v0で走っていた車が、
    時間tかかって速度vまで加速した。

    このときの加速度aを求めるならば、
    a=(v−v0)÷t となる。

    ここから変形して、
    v=v0+at となる。

    これが等加速度直線運動における
    速度の式である。

    初速度を→、加速度を⇒で表すと、

    等加速度運動は下のようなイメージである。 【等加速度直線運動の速度の式】の続きを読む

    加速度というのは、
    単位時間(1秒間)に変化する速度、
    のことである。

    加速度はベクトル量なので、
    大きさと向きで答える量である。

    では、大きさに関して、
    説明しましょう。 【加速度とは?】の続きを読む

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