物理基礎　力学１　速さ

どうも、やまとです。

この形式のページでは、やまとの授業プリントで高校物理の解説をしていきます。超基本ばかりなので、物理が苦手な人向けです。

まずは等速直線運動です。これから出てくる物理の用語と、その定義は必ず覚えましょう。速さの定義は「単位時間あたりの移動距離」です！

少し細かいところですが、重要なのは時刻と時間の違いですね。位置は空間のある点、移動距離はその点から点への変化量です。それと同じように時刻と時間も捉えましょう。

この定義をそのまま数式にしたのが右の式です。この和訳された定義を数式に直すという感覚をつかんでください。「～当たりの」と言われたら、その量は分母にきます。

一定の速さで動いている物体について、先ほどの速さの式の初めの状態を時刻０、位置０としたときある時刻ｔにおける位置ｘはｘ＝ｖｔと表されます。それを縦軸に位置や速さをとり、横軸に時刻をとってグラフ化したものが上のグラフです。グラフで表される量と数式の関係に着目しましょう。グラフは現象を理解するために重要なツールです。問題を解くために覚える、ではなく積極的に活用していきましょう。

閑話休題。単位のお話。

理科が数学と異なるのはここです。極端なことを言えば、「単位がわかれば、理科はわかったも同然」です。

まぁ、速度の変換は大した問題ではないですが、時間を秒で表したりは普段あんまりしないので慣れておきましょう。

速さが一定でない場合には、考えている区間における平均の速さを考えます。平均の考えは、わりと普段から考えることですね？時刻と時間、位置と移動距離に注意して区間ごとの平均の速さを考えてください。物理では「変化量を計算に使う」ことがほとんどです。変化量を求めるためには「終わりから初めから引く」を合言葉に式を立てていきましょう。

この項の最後は瞬間の速さです。先ほど学んだ平均の速さとｘ－ｔグラフの傾きが速さであるということを基に考えていきます。

グラフの2点間を結ぶ直線は平均の速さです。2つ目の時刻はいつでもいいのですから、この2点を限りなく近づけていくのです。ほとんど重なるくらいの短い時間であれば、2点はもはや1点と考えてよいということです。これから考えていく量は、特に平均とか瞬間とか言われないことも多いですから、ここは物理の考え方の基本を学んでいるって思ってもらえばいいです。あとはその文脈で判断です。物理が苦手な人は、多分このあたりの適当さが苦手なのかもしれません。