直線運動

一般小学生

まとめ

【定義】
進行方向が途中で変化せず、常に一直線上を進み続ける運動のこと。

まとめ

運動の状態は「向き」と「速さ」の組み合わせによって分類される。一直線上を一定の速さで進むものを等速直線運動、速さが変化する割合(加速度)が一定のものを等加速度運動と呼ぶ。坂の昇降における速さの変化は、位置エネルギーと運動エネルギーの転換と密接に関係している。

解説

物体が運動する際、その状態を決定付ける要素は「運動の向き」と「移動する速さ」である。このうち、向きが変わらない運動を直線運動という。

直線運動はさらに速さの変化に注目して分類される。速さが常に一定である「等速直線運動」に対し、速さが時間とともに一定の割合で変化する運動を「等加速度運動」と呼ぶ。例えば、斜面を下る運動では、高い位置にある物体が持つ位置エネルギーが運動エネルギーへと変換されるため、速さが次第に増していく。

速さの算出は、移動距離を時間で割ることで求められる。例えば、20mの距離を2秒で移動した物体の速さは「20÷2=10m/s」となる。

また、既存の物理現象の分析においても直線運動の概念は重要である。例えば、放物線を描いて飛ぶ物体の運動を分解すると、水平方向には外力が働かないため等速直線運動を行い、垂直方向には重力の影響を受けて加速しながら落下する。このように、複数の直線的な運動成分が合成されることで、複雑な曲線運動が成立していることが理解できる。

小学生のみなさんへ

直線運動(ちょくせんうんどう)とは、動いている物が向きをかえずに、まっすぐ進む運動のことです。

みなさんは、止まっている電車が急に動き出したとき、体がふわっと後ろにたおれそうになったことはありませんか?これは「慣性(かんせい)」という性質があるからです。物は、「止まっているときは、ずっと止まっていたい」「動いているときは、そのまま動き続けたい」というわがままな性質を持っているのです。

理科の実験で使う「ふりこ」にも決まりがあります。ふりこが1往復する時間は、おもりの重さをかえたり、はばを大きくゆらしたりしても変わりません。糸の長さだけが、時間を決める唯一のルールです。

また、ボールを坂道でころがすとき、高いところからころがすほど、スピードが速くなり、何かにぶつかったときの力も強くなります。「高さ」が運動のパワーを決める大切なポイントになります。

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