問1
★
速さを求める
180 mを12秒で走った。平均の速さは何m/sか。
答えを見る
答え15 m/s
式：180 ÷ 12 = 15
中学理科 / 物理分野
Unit 13
運動と速さ
新幹線の速さはどう求める？力がなければ物体はどう動く？
速さ・等速運動・慣性を図解とグラフで理解しよう。
🚀 速さの公式📈 v-t グラフ⚖️ 慣性の法則
1
速さの求め方
「時速60km」と言われたら、1時間に60km進む速さのこと。速さとは、決まった時間にどれだけの距離を進めるかを表す量である。
速さは単位時間あたりに移動する距離。平均の速さと瞬間の速さを区別して使う。
FORMULA — 速さの公式
速さ（m/s） = 距離（m） ÷ 時間（s）
km/h を m/s に直すには ÷ 3.6（例：72 km/h = 72 ÷ 3.6 = 20 m/s）
🧮 計算例
200 m を 8 秒で走ったときの平均の速さは？
速さ = 200 m ÷ 8 s = 25 m/s
❌ よくある誤解
誤：平均の速さは、常にその区間のどの瞬間でも保たれている速さである
正：平均の速さは「移動距離全体 ÷ かかった時間全体」で求めた値であり、途中で速くなったり遅くなったりしていても、その変化はならされて見えなくなっている
実際には途中で加速・減速していても、平均の速さの計算では区別できない。区間を細かく区切るほど、実際の動きに近い「瞬間の速さ」に近づく。
高校物理では、瞬間の速さを「限りなく短い時間での平均の速さ」として定義し直し、変位・速度・加速度をベクトル（向きを持つ量）として扱うようになる。物体が曲がって進む場合や、速度が刻一刻と変わる運動も数式で正確に記述できるようになる。高校物理の範囲
2
等速直線運動
電車が一定の速さでまっすぐ走っているとき、これを「等速直線運動」という。速さも向きもずっと変わらない、もっとも単純な運動の形である。
速さと向きが変わらない運動を等速直線運動という。このとき物体にはたらく力の合力は 0（力がつりあっている）。
図1：速さ–時間グラフと距離–時間グラフの比較。v-t グラフの面積 = 移動距離。
💡 なぜv-tグラフの面積が移動距離になるのか？
速さ×時間＝距離という関係を思い出すと、v-tグラフの縦軸(速さ)と横軸(時間)を掛け合わせた「長方形の面積」は、まさにその時間内に進んだ距離を表している。速さが変化する場合でも、グラフの下側の面積(積分)がそのまま移動距離を表すという考え方は、高校物理につながる重要な視点である。
高校物理では、速さが一定の割合で変化する「等加速度直線運動」を、v = v₀ + at のような公式で扱えるようになる。自由落下運動やボールを投げ上げる運動も、この等加速度運動の一種として計算できる。高校物理の範囲
3
慣性と作用・反作用
バスが急ブレーキをかけると、乗客の体は前のめりになる。これは体が「そのまま動き続けよう」とする性質（慣性）のせい。壁を押すと、逆に壁からも同じ強さで押し返されている（作用・反作用）。
物体は外から力を受けない限り、静止または等速直線運動を続ける——これを慣性の法則（ニュートンの第1法則）という。
⚖️ ニュートンの運動の法則（中学レベル）
| 法則 | 内容 | 例 |
|---|---|---|
| 慣性の法則（第1法則） | 力がはたらかない → 等速直線運動または静止を続ける | バスが急停車すると乗客が前に倒れる |
| 作用・反作用の法則（第3法則） | 物体AがBに力を加えると、BはAに大きさが等しく逆向きの力を加える | ロケットが噴射ガスを後ろに押し出すことで前に進む |
⚠️ つりあいの2力 vs 作用・反作用：つりあいの2力は同じ物体にはたらく。作用・反作用は2つの異なる物体どうしにはたらく。混同しないように。
❌ よくある誤解
誤：作用と反作用は大きさが等しく逆向きなので、常に打ち消し合って動きが生まれない
正：作用と反作用は「異なる2つの物体」にそれぞれ別々にはたらく力なので、打ち消し合うことはない。壁を押す力（人→壁）と、壁が押し返す力（壁→人）は、それぞれ別の物体（壁と人）が受けている
「同じ物体にはたらく力のつりあい」と「異なる物体どうしにはたらく作用・反作用」を区別できないと、ロケットがなぜ進めるのかが説明できなくなる。
高校物理では、慣性の法則をさらに発展させ、力と加速度の関係を「運動方程式 F = ma」という式で定量的に扱う。物体の質量が大きいほど、同じ力でも加速度は小さくなる（動かしにくい）という関係を、計算問題として解けるようになる。高校物理の範囲
🎯 テストでの問われ方
定期テストでは、記録タイマーの打点間隔から速さを計算させる問題、v-tグラフ・d-tグラフの読み取りと作図問題が頻出。高校入試でも、電車内での慣性の体感現象（発車・急停車時の体の動き）を説明させる記述問題が定番となっている。
🎯 練習問題
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
問2
★
単位の換算
90 km/hは何m/sか。
答えを見る
答え25 m/s
km/h を m/s に直すには、3.6でわる。
問3
★★
距離を求める
12 m/sの一定の速さで30秒間進んだ。進んだ距離は何mか。
答えを見る
答え360 m
式：12 × 30 = 360
問4
★★
等速直線運動のグラフ
等速直線運動をしている物体の、速さ–時間グラフ（v-tグラフ）の形はどれか。
- ア右上がりの直線
- イ曲線
- ウ水平な直線
答えを見る
答えウ
速さが変わらないので、水平な直線になる。
問5
★★
慣性
走っているバスが急ブレーキをかけると、乗客の体は前のめりになる。物体がそれまでの運動の状態を続けようとするこの性質を何というか。
答えを見る
答え慣性
外から力がはたらかなければ、運動の状態を保とうとする性質。
問6
★★★
単位の換算と距離
54 km/hの一定の速さで走る電車は、20秒間に何m進むか。
答えを見る
答え300 m
54 km/h = 15 m/s。15 × 20。
✅ この単元のまとめ
- 速さ（m/s）= 距離（m）÷ 時間（s）
- 等速直線運動：合力 = 0、v-t グラフは水平線
- 加速する運動：合力 ≠ 0、v-t グラフは傾いた直線（等加速度）
- v-t グラフの面積 = 移動距離
- 慣性：外から力がはたらかなければ現在の運動状態を保つ
- 作用・反作用：大きさ等しく逆向きで、2つの異なる物体にはたらく
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