【運動の規則性1】 運動の速さと向き(1) 物体の運動の様子

「運動」という言葉は、日常生活でも出てきますが、理科でいう運動は物体が動けばもう「運動」です。もっというと動かなくても「速さ0の運動」といえなくもありません。

日常生活で見られる物体の運動はたくさんあります。運動の様子を見てみましょう。
 


この手の学習では、よく「物体の運動の様子」とかいう言葉が出てきます。「様子」というのはあいまいな言葉で、「物体の運動の様子はどうなっているか」とか聞かれたら「様子ってなんだよ!」といい返したいところですね。でも、ここでいう「様子」とは、ズバリ「速さ」と「向き」の2つと相場が決まっています。どちらか1つでも変わると、「運動の様子が変わった」ということになります。

だから、物体の運動を分析するにも、「速さ」と「向き」の2つをチェックする必要があります。
ところが、物体が運動をしながら、運動の様子、すなわち「速さ」や「向き」が変化してしまうこともあります。

向きについての変化はわかりやすいです。
運動の向きが変化しなければ、物体はまっすぐに進む。つまり軌跡は直線になります。
逆に直線にならなければ、曲がってしまえば、向きが変化したということです。
当たり前といえば当たり前な話ですが、意外にこういうことって、指摘されないと気付かない人も多く、物理が無茶苦茶苦手な人と無茶苦茶得意な人を分ける「自転車のカギ」になっていたりするのです。

一方、速さの変化について調べる道具には、ストロボスコープや
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記録タイマーなどがありますが
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これらにはある共通点があります。
ストロボスコープはチカチカ点滅し、記録タイマーは1秒間に50回とか60回とか、高橋名人の16連射をも軽く凌駕するスピードで点を打っていきますが、点滅したり点を打ったりする時間間隔が等しいのです。

すると、たとえば力学台車
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の運動を撮影した次の2枚のストロボ写真の場合、
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左の写真に比べると右の写真の方が台車と台車の間が空いているので、ストロボの1点滅の時間に移動した距離が→のほうが大きい、つまり右の台車の方が速いということがわかるわけです。これは便利!

でもこのようにすると運動の様子、つまり速さと向きがどうなっているかがわかります。

さてさて、では最初の動画に戻って、運動の様子を見てみましょう。

ファラデーモーターでは、アルミ箔が一定の速さで回転しています。回転するということは直線でないわけですから向きが変化しているということになります。特に回転の場合はその瞬間瞬間に向きが変わっているのです。
3398-5.png

駅で止まる特急列車の例は、レールがまっすぐであるので、向きは変わりません。ところが、走っている電車がだんだんゆっくりになって止まるのですから、速さは変化しています。

という風に物体の運動には、速さと向きの様子があることを理解しておきましょう。
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