物理基礎｜運動の表し方（2）等加速度直線運動

速度が「1 秒にどれだけ変わるか」で、運動がわかる

この教材のために作ったオリジナル問題です。

答えを選ぶと、正解とわけが出ます。図の問題は、答えたあとに図が動いて確かめられます。

問1選んで答える

初速度 3.0 m/s、加速度 2.0 m/s² で進む物体の、5.0 秒後の速度は？

答えと解説

正解：13 m/s

v ＝ v₀ ＋ at ＝ 3.0 ＋ 2.0 × 5.0 ＝ 13 m/s。「はじめ 3.0 m/s に、1 秒に 2.0 m/s ずつ 5 秒分（10 m/s）増えた」と考える。

問2選んで答える

初速度 2.0 m/s、加速度 1.0 m/s² で 4.0 秒間進んだときの変位は？

答えと解説

正解：16 m

長方形（ずっと 2.0 m/s の分）2.0 × 4.0 ＝ 8.0 m と、三角形（速くなった分）½ × 4.0 × 4.0 ＝ 8.0 m を足して 16 m。式では x ＝ v₀t ＋ ½at²。

問3選んで答える

10 m/s で走る自転車がブレーキをかけ、加速度 −2.0 m/s² で減速した。止まるまでの時間は？

答えと解説

正解：5.0 s

1 秒に 2.0 m/s ずつ減るので、10 m/s が 0 になるのは 10 ÷ 2.0 ＝ 5.0 s 後。式では 0 ＝ 10 ＋ (−2.0)t より t ＝ 5.0 s。

問4選んで答える

−の向きに 6 m/s で動いている物体（速度 −6 m/s）に、加速度 −2 m/s² がはたらいている。2 秒後、この物体は？

答えと解説

正解：速くなっている（速さ 10 m/s）

v ＝ −6 ＋ (−2) × 2 ＝ −10 m/s。−の向きに 10 m/s なので、速さは 6 → 10 m/s と速くなった。加速度と速度が同じ向き（どちらも −）だから。

問5考えてから見る

v–tグラフの「傾き」と「面積」が、それぞれ何を表すか説明しよう。

答えと解説

傾きは加速度（1 秒あたりの速度の変化 Δv/Δt）。面積は変位（速度 × 時間を足し合わせたもの）。等加速度直線運動では、傾きが一定の直線になり、面積は台形で求められる。

自分の答えに、次のことが入っていたかくらべてみよう