直線運動

ストレートモーション素材

運動は、私たちが日常生活で常に観察する現象です。運動を研究する物理学の分野は力学と呼ばれます。運動の原因を考慮せずに物体がどのように動くかを論じる力学の分野は運動学と呼ばれます。逆に、運動の原因を論じ、物体がなぜそのように動くのかを説明する力学の分野は動力学と呼ばれます。このトピックでは、すべての動いている物体は粒子または点（.）であるかのように考えられます。動いている物体は、分析を簡略化するために点として考えられます。点が直線上を移動する場合、その軌跡は直線になります。

物体の軌跡が直線である場合、その物体は直線運動をしていると言われます。軌跡が曲線である場合、その物体は直線運動をしていません。粒子とみなされる物体の運動は一次元です。一次元運動は、水平方向（x軸に平行）または垂直方向（y軸に平行）に起こり得ます。

問題例

1. 2017年度全国統一試験問題

写真を見てください！

物体が一定時間内に移動した最大距離…

A. 0秒～10秒

B. 10秒～20秒

C. 20秒～30秒

D. 30秒～50秒

E. 50秒～70秒

討論

距離の公式：

s = vt

距離＝網掛け部分の面積。

距離が最大であれば、面積も最大になる。

A. ½ (10-0)(20-0) = ½ (10)(20) = (5)(20) = 100

B. (20-10)(10-0) + (½)(20-10)(20-10) = (10)(10) + ½ (10)(10) = 100 + (5)(10) = 100 + 50 = 150

C. (30-20)(10-0) = (10)(10) = 100

D. (50-30)(10-0) = (20)(10) = 200

E (70-50)(10-0) + 1/2 (70-50)(30-10) = (20)(10) + 1/2 (20)(20) = 200 + (10)(20) = 200 + 200 = 400

正解はEです。

2. 2017年度全国統一試験問題

上向きに運動する粒子は、y = 8t – t² という式に従う^。ここで、yとtはそれぞれメートルと秒の単位である。t = 2秒における物体の速度は…

A. 2 ms ^-1

B. 4 ms ^-1

C. 8 ms ^-1

D. 12 ms ^-1

E. 16 ms ^-1

討論

y = 8t – t ²

v = 8 – 2t

t = 2秒における物体の速度：

v = 8 – 2t = 8 – 2(2) = 8 – 4 = 4 m/s。

正解はBです。

3. 2017年度高等学校・職業高校全国統一試験問題

以下の3つの物体の速度データ表を見てください！

表に基づくと、最も加速度が大きい物体は…であると結論付けられる。

_{A. t 1} ～t ₂におけるオブジェクトA

_{B. t2} ～t3_におけるオブジェクトA

_{C. t 1} ～t ₂におけるオブジェクトB

_{D. t 1} – t ₂におけるオブジェクト C

_{E. t2} ～t3_におけるオブジェクトC

討論

物体A：物体の速度は2秒ごとに4m/s、つまり1秒ごとに2m/sずつ増加します = 2m/ ^s²。

物体B：物体の速度は2秒ごとに5m/sずつ、つまり1秒ごとに2,5m/sずつ増加します = 2,5m/ ^s²。

物体C：物体の速度は2秒ごとに2m/s、つまり1秒ごとに1m/sずつ減少します = -1m/s ²。

正解はCです。