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
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
2
等速直線運動
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。
3
慣性と作用・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。
✅ 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
💡 内容の誤りやご意見はお気軽にどうぞ。
✉️ お問い合わせはこちら