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)。

等速直線運動 vs 加速度運動のグラフ比較 速さ–時間グラフ(v-t) 時間(s)→ 速さ(m/s)→ 等速 加速 距離–時間グラフ(d-t) 時間(s)→ 距離(m)→ 等速 加速 v-t:等速=水平線、加速=傾いた直線 d-t:等速=直線、加速=曲線

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
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