もちろん、身の回りの物体に注意を払えば、物体が静止しているか動いているかがわかります。静止しているオブジェクトとは、環境に対するオブジェクトの位置が変化しないことを意味しますが、移動しているオブジェクトは、時間の経過とともに環境に対する位置が変化します。しかし、運動は直線運動と円運動の形をとることができることをご存知ですか?
運動には、直線運動、円運動、周期運動、回転運動の4種類があります。直線運動は直線で発生する運動であり、円運動は円軌道で発生します。周期運動や回転運動とは対照的です。周期運動とは一定の時間間隔での反復運動を指し、回転運動とは一定の位置と軸上の運動を指します。
運動の種類を知った後、今回は直線運動の量を調べます。直線運動の概念では、位置、距離と変位、速度と速度、および加速度を知る必要があります。
ポジション
位置は、座標内の特定の参照点に対するオブジェクトの位置または位置を表す条件として定義されます。オブジェクトの位置を決定するには、原点と座標系の2つのパラメータが必要です。
直線運動では、時間とともに変化するオブジェクトの位置を決定する3つの座標のうちの1つのみを使用します。オブジェクトの軌道と一致する軸、たとえば水平X軸を選択できます。
距離と変位
距離は、オブジェクトがある位置から別の位置に移動するパスの全長です。距離もスカラー量であり、移動したパスに応じて多くの値を持つことができます。距離の国際単位はメートルです。
(また読む:数学と物理学におけるベクトルの理解)
距離とは別に、変位とは何かを知る必要もあります。変位とは、オブジェクトの始点から終点までの位置の変化です。変位は、大きさと方向を持つベクトル量です。値は、正、負、またはゼロにすることができます。
変位と距離を比較すると、変位は常にオブジェクトが移動した距離以下であると結論付けることができます。変位は、オブジェクトの動きの方向に応じて正または負になりますが、距離は常に正になります。さらに、オブジェクトが開始点に移動する場合、変位はゼロになる可能性がありますが、オブジェクトが移動している限り、移動距離をゼロにすることはできません。
速度と速度
直線運動の量は、速度と速度です。物理学では、速度は時間の経過に伴う距離の変化の一形態です。速度方程式は次のように定式化できます。
![直線運動式1](http://cdn.lepiejwidoczni.com/wp-content/uploads/berguna/562/z72g9uperr.jpg)
v =速度(m / s)
s =移動距離(m)
t =移動時間(秒)
ただし、上記の式は一定速度で移動するオブジェクトにのみ適用されることに注意してください。オブジェクトの速度が一定でない場合、平均速度は次の式を使用して適用されます。
![直線運動式2](http://cdn.lepiejwidoczni.com/wp-content/uploads/berguna/562/z72g9uperr-1.jpg)
速度はスカラー量であるため、方向に関する情報は含まれていません。
速度とは対照的に、速度は時間の経過に伴う変位の変化の一形態です。要するに、速度は特定の方向を持っている速度です。平均速度は次のように書くことができます。
![直線運動式4](http://cdn.lepiejwidoczni.com/wp-content/uploads/berguna/562/z72g9uperr-2.jpg)
結論として、速度はスカラー量であり、速度はベクトル量です。速度値は、移動する方向に応じて、正、ゼロ、または負になります。一方、移動していないときの速度は常に正またはゼロです。両方の国際単位はメートル/秒です。
加速度
最後の直線運動の概念における量は加速度です。物理学では、加速度は時間の経過に伴う速度の変化として定義されます。これを理解するために、以下の問題の例を検討してください。
バスの初速度がvであると仮定します1、その後、バスは速度vに移動します2。時間tの間のバス加速度を計算するには、次の式を使用できます。
![直線運動式5](http://cdn.lepiejwidoczni.com/wp-content/uploads/berguna/562/z72g9uperr-3.jpg)
a =加速度
v1 =初速度
v2 =最終速度
t1 =初期時間
t2 =終了時間
複数回変化する速度の変化を計算するには、次の式を使用して平均加速度を使用して加速度の大きさを計算できます。
加速度は、m / s2の国際単位を持つベクトル量です。加速度は正または負になります。