等速

一般小学生

まとめ

【定義】
物体が一定の速さを保って移動すること。ストロボ写真において、一定時間ごとの物体の位置が等間隔である状態を指す。

まとめ

物体が等速で運動する場合、単位時間あたりに進む距離は常に一定である。ふり子を用いた衝突実験においては、おもりの高さや重さを増すと衝突時の衝撃が大きくなり、衝突された球の初速度および飛距離が増大する。水平に飛び出した球は、水平方向には等速で運動し、垂直方向には重力の影響で加速しながら落下する。

解説

物体の速さが変化しない運動を等速という。運動の様子を記録した際、像の間隔が一定であれば、その物体は等速で運動していると判断できる。

ふり子の運動エネルギーを他の物体に伝える実験では、ふり子を離す位置(高さ)が高いほど、またはおもりの質量(重さ)が大きいほど、衝突時に相手の球へ与える衝撃は強くなる。この結果、衝突された球が移動する距離や、受け止めた際に手に感じる衝撃も大きくなる。

水平方向に打ち出された物体の運動は、二つの異なる運動の合成として捉えることができる。進行方向である水平方向には、空気抵抗を無視すれば等速で進み続ける。一方で、鉛直下向きには重力が作用するため、速度を増しながら落下していく。このため、物体の描く軌道は放物線となり、水平方向には等間隔、垂直方向には次第に広がる間隔として視覚化される。

補足
水平方向に力が働かない状況では、物体はその速度を維持しようとする性質(慣性)を持つ。

小学生のみなさんへ

ずっと同じ速さで進むことを「等速」といいます。ストロボ写真などで記録すると、ボールとボールのあいだの長さがどこでも同じになっていることで確かめることができます。

ふり子を使った実験では、高いところからおもりをはなしたり、重いおもりを使ったりするほど、ぶつかったボールが飛ぶきょりは長くなります。これは、ぶつかったときのいきおい(衝撃)が強くなるためです。

横に飛び出したボールは、横向きにはずっと同じ速さ(等速)で進もうとしますが、下向きにはだんだん速くなりながら落ちていきます。そのため、ボールはきれいな曲線をえがいて地面に落ちることになります。

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