運動は速さと向きで見る
同じ速さでも、東へ進む場合と西へ進む場合では運動の向きが違います。運動の様子は速さと向きの両方で表します。曲がる運動では、速さが一定でも向きが変わります。
速さ ＋ 向き
物体の運動 — 攻略せよ。
STAGE 07 / PHYSICS / 中3
距離と時間を対応させ、力と運動の変化をつなげて考える。
KEY POINTS
物体の運動・10のポイント
速さと向きを、条件から見極めよう。
距離と時間をそろえて計算
平均の速さは、ある区間の道のり全体を経過時間で割った値です。mと秒ならm/s、kmと時間ならkm/hになります。比べるときは同じ単位へ直します。1 km＝1000 m、1時間＝3600秒です。
平均の速さ＝道のり÷経過時間
平均と瞬間を分ける
区間全体の平均の速さが同じでも、途中で速くなったり遅くなったりする様子は違う場合があります。瞬間の速さは、その時点の速さです。出発から到着までの平均を求めるとき、途中の停止時間も経過時間に含めます。
区間全体 / その瞬間
点ではなく、点の間を数える
記録タイマーは一定の時間間隔で点を打ちます。1秒間に50回なら点と点の間は1/50秒、60回なら1/60秒です。連続する4個の点の間は3区間。最初と最後の点の間の時間は、区間数に打点間の時間を掛けます。
連続する点の数−1＝時間区間の数
同じ時間ごとの距離を比べる
同じ時間の区間なら、移動距離が長い方が区間の平均の速さは大きいと判断できます。打点間の時間が違う記録どうしは、距離だけで比べず、それぞれの時間で割って比べます。
時間を対応させて、距離を比べる
等速直線運動は、速さも向きも一定
一定の速さで一直線上を進む運動が等速直線運動です。ある位置を通過したときから進んだ道のりは、経過時間に比例します。道のり＝速さ×時間で求められます。円形の道では向きが変わるので、速さが一定でも等速直線運動ではありません。
一定の速さ ＋ 一直線
力の向きと、速さの変化をつなぐ
ほかの影響を無視できるとき、運動と同じ向きに力が働き続けると速さは大きくなります。逆向きの力なら、止まるまでは速さが小さくなります。同じ物体では、加え続ける力が大きい方が同じ時間における速さの変化も大きくなります。
力が一定でも、速さは変わる
動いていても、力はつり合う
等速直線運動する物体では、力が働いていてもつり合っています。水平面上で摩擦などを無視し、押した後に水平の力が働かなくなる台車は、そのときの速さを保って進みます。「手の力が台車に残る」と説明する必要はありません。
力のつり合いと、静止を同じ意味にしない
斜面の傾きと位置を分ける
同じ台車なら、傾きが大きい方で斜面に沿う重力のはたらきが大きくなり、速さの増え方も大きくなります。台車の重力そのものが増えるわけではありません。同じ傾きのまっすぐな斜面では、斜面方向の力は上・中・下の位置によって増えません。上る台車にも斜面下向きの力が働き、一瞬止まってもその力は続きます。摩擦・空気抵抗は無視して考えます。
傾きは変える条件 / 位置で力を増やさない
自由落下は条件つきで比べる
地表近くで空気抵抗を無視し、静止から重力だけで落ちる運動が自由落下です。下向きの速さはだんだん大きくなります。同じ高さから静かに離した物体は、質量が違っても同じ時間で落ちます。空気中の羽のように抵抗の影響が大きい例へ、無条件に当てはめません。
同じ高さ・静止から・空気抵抗なし
CHECK THE CONDITIONS
条件をそろえて、運動を読み取る
距離、時間、向き、力を順に確認しよう。
- CHECK 01距離と時間
同じ区間の値を対応させ、単位をそろえる。
- CHECK 02記録
点の間の時間と移動距離を対応させる。
- CHECK 03力の向き
運動と同じ向きか、逆向きか、つり合うか。
- CHECK 04比較条件
台車、初めの状態、斜面の傾き、抵抗を確認する。
WATCH OUT
ここでつまずかない
平均なら、途中もずっと同じ速さ？
区間全体の平均と各瞬間の速さを区別します。停止時間も含めて考えます。
7個の点なら7区間？
最初と最後の点の間は6区間です。点と点の間を数えます。
力が一定なら速さも一定？
運動の向きに力が働き続けると、速さは大きくなります。
止まった瞬間は力も0？
斜面上で一瞬止まっても、斜面下向きの重力のはたらきは続きます。
UNIT TEST / 単元テスト
物体の運動 単元テスト
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