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単語帳
高校1~高校2年生 (15-17歳)

等速直線運動

Uniform Linear Motion

高速道路でクルーズコントロールを入れた車のように、速度が変わらない運動を等速直線運動といいます。 加速度が0なので同じ時間にはいつも同じ距離を進み、移動距離は速度×時間で求めます。 v-tグラフでは水平線になり、その下の面積が変位になります。 このページでは速度と時間をスライダーで変えながら、どれだけ進むか、グラフの面積がどう変わるかを確かめてみましょう。

速度が一定な運動とは?
🚗 等速直線運動の直感
①高速道路でクルーズコントロールを使う車をイメージ
②速度が変わらないので加速度=0
③同じ時間に常に同じ距離を進む
物体の移動の可視化
5 m/s
4 s
🔑 核心観察
①速度が大きいほど同じ時間でより遠くへ進む
②時間が長いほど移動距離が比例して伸びる
③移動距離 = 速度 × 時間 — 最も基本的な関係
v-tグラフと変位
等速直線運動の公式
s = vt
移動距離(s) = 速度(v) × 時間(t)
📊 v-tグラフの読み方
①v-tグラフの水平線 = 等速運動(速度不変)
②グラフの下の面積 = 移動距離(変位)
③長方形の面積 = 底辺(t) × 高さ(v) = vt = s
例題で確認
例題 1
自動車が 20 m/s の一定の速度で 5 秒間走った。移動距離は?
1
等速直線運動なので s = vt を使う。
s = vt
2
v = 20 m/s, t = 5 s を代入する。
s = 20 × 5 = 100 m
100 m
等速運動の移動距離は速さ × 時間。速さが一定のときだけ成り立つ。
例題 2
ある人が同じ道を行きは 4 m/s、帰りは 6 m/s で歩いた。往復の平均の速さは?
1
平均の速さ = 総移動距離 ÷ 総時間。片道距離を d とする。
t = d4 + d6 = 5d12
2
総距離 2d を総時間で割る。
v = 2d5d/12 = 245 = 4.8 m/s
4.8 m/s
平均の速さは速さの算術平均(5 m/s)ではなく総距離÷総時間。遅い区間に時間がかかるため 5 より小さい。
総まとめ
等速直線運動
s = vt, v = 一定, a = 0
速度一定の運動 — 移動距離は時間に比例
平均速さ
v = st
総移動距離 / 経過時間
共通テスト類題
長さ 200 m の列車が 20 m/s の一定の速さで長さ 300 m のトンネルを完全に通過するのにかかる時間は?
10 s
15 s
20 s
25 s
30 s
④ 25 s
1
完全に通過するには(トンネルの長さ + 列車の長さ)だけ進む必要がある。
s = 300 + 200 = 500 m
2
等速なので t = s / v。
t = sv = 50020 = 25 s
🎯 試験ポイント
①等速直線運動:加速度a=0、速度v=一定
②移動距離 s = vt (速度×時間)
③v-tグラフ:水平線、下の面積=変位
④x-tグラフ:直線(傾き=速度)
⑤合力=0で等速直線運動(ニュートン第1法則)
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等加速度運動
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