まとめ
- 一定の時間ごとに、速さが変化する割合(加速度)が常に一定である運動のこと。
- 物体の運動を決定する「向き」と「速さ」のうち、向きが一定で、速さが一定の割合で変化する状態を指す。
- 斜面を転がる球や、空気抵抗を無視した自由落下などが代表的な例である。
解説
物体の運動は、進む「向き」が変化するか、および「速さ」が変化するかによって分類されます。等加速度運動は、その名の通り「加速度(速さが変わる度合い)」が常に「等しい」運動です。例えば、ジェットコースターが高い地点から低い地点へ移動する際は、重力の影響で速さが変化します。これは位置(高さ)の変化が速さの変化に密接に関係しているためです。
また、速さを計算する基本は「移動距離÷かかった時間」で求められます。例えば、ボウリングのボールが20mの距離を2秒で移動した場合、その平均の速さは10m/sとなります。等加速度運動では、この速さが時間とともに一定のルールで増えたり、あるいは減ったりしていくのが特徴です。
現実の世界では空気の抵抗や摩擦があるため、完全に一定の割合で加速し続けることは難しいですが、物理の計算問題ではこれらを無視して考えることが一般的です。また、等加速度運動には「だんだん速くなる」場合だけでなく、ブレーキをかけて「だんだん遅くなる」場合も含まれます。この場合、加速度はマイナスの値(減速度)として扱われます。
坂道をボールが転がるとき、スピードはだんだん速くなっていきますよね。このように、決まった割合でスピードが変化する動きのことを「等加速度運動」といいます。
たとえば、高いところから物を落としたとき、地球の重力に引っぱられて、スピードは1秒ごとに一定の割合で速くなります。ジェットコースターが急な坂をくだるときも、この動きに近い状態になります。理科の勉強では、進む「向き」と「スピード」に注目して、物の動きを整理することがとても大切です。
ガリレオ・ガリレイという科学者は、ピサの斜塔から重さの違う2つの玉を落として、どちらが先に地面に着くか実験したという伝説があります。空気の抵抗がなければ、重さが違っても同じようにスピードが上がっていき、同時に地面に着くのです。
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