まとめ
- 水平方向に投げ出された物体が、重力によって下方に引きつけられながら描く曲線的な軌道のこと。
- 水平方向の等速直線運動と、垂直方向の自由落下（加速運動）という2つの異なる運動の合成によって成り立つ。
- ふり子を用いた実験では、おもりの位置が高いほど、または重いほど衝突時の衝撃が強まり、球の飛距離が伸びる。
解説
物体を水平方向に投げ出したときに描かれる曲線を「放物線」と呼びます。この運動は、水平方向と垂直方向の2つの独立した運動が組み合わさったものです。水平方向には力を受けないため（空気抵抗を無視する場合）、物体は常に一定の速さで進む「等速直線運動」を続けます。一方で、垂直方向には常に地球の中心に向かう「重力」が働くため、時間が経つほど落下する速度が速くなる「加速運動（自由落下）」となります。
また、ふり子のおもりを球に衝突させる実験では、エネルギーの伝達を確認できます。おもりを高い位置から離す（位置エネルギーを大きくする）、あるいは重いおもりを使うことで、衝突時に球へ伝わる衝撃（運動エネルギー）が大きくなります。その結果、球が飛び出す初速度が上がり、地面に着くまでの間に進む水平距離、つまり飛距離が長くなるのです。
水平に投げ出された物体が地面に到達するまでの時間は、水平方向の速さには関係なく、投げ出した「高さ」だけで決まります。同じ高さからであれば、速く投げてもゆっくり投げても、同時に地面に落ちることになります。
ボールをまっすぐ横に投げると、ボールは地面に向かって曲がりながら落ちていきますね。このように、投げられた物がえがくカーブの道のことを「放物線」といいます。
どうして曲がってしまうのかというと、地球が物を下に引っぱる「重力」があるからです。横に進もうとする力と、下に落ちようとする力が合わさることで、きれいなカーブが生まれます。
ふり子を使った実験では、おもりを高いところから落としたり、重いおもりを使ったりするほど、ぶつかったときのパワーが強くなります。パワーが強いと、はじき飛ばされた玉はより遠くまで飛んでいくことになります。
物を一番遠くまで投げたいときは、ななめ45度の角度で投げるとよいといわれています。スポーツの投げ投げ競技でも、この「角度」と「放物線」の関係がとても大切にされているんですよ。
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