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イントロ

グラフで運動を読む

運動を線の形で見る

グラフは運動の絵ではなく、『時間に対して何がどう変わるか』を記録したものです。や横ばいの意味が分かると、文章がなくても運動を追えるようになります。

定義
運動グラフとは、や速度–時間グラフのように、位置や速度の時間変化を表すグラフです。
見分けるポイント
縦軸が位置なら線の傾きから速度を、縦軸が速度なら傾きから加速度を読みます。線の形は実際の道の形ではありません。
公式

グラフの変化率を読む

縦軸の変化量を横軸の時間変化で割ると、別の運動量を読み取れます。

位置–時間グラフ

位置–時間グラフでは、線の v を表します。

  • 速度
使うときのコツ

横ばいなら値は 0 で、その区間は止まっています。

速度–時間グラフ

速度–時間グラフでは、同じ読み方で a が分かります。

  • 加速度
使うときのコツ

右上がりなら正、右下がりなら負と読みます。

解くコツ

まず縦軸の変化量と時間変化の比を確認し、そのあとにを使うか考えます。

比較
比べる点位置–時間グラフ速度–時間グラフ
傾きで分かること
面積で分かることふつうは使わない
横ばいの意味止まっている一定の速度で進む

比べる点傾きで分かること

位置–時間グラフ
速度–時間グラフ

比べる点面積で分かること

位置–時間グラフ
ふつうは使わない
速度–時間グラフ

比べる点横ばいの意味

位置–時間グラフ
止まっている
速度–時間グラフ
一定の速度で進む

位置-時間グラフは傾き、速度-時間グラフは傾きと面積が読み取りの中心です。

図解上段に位置時間グラフ、下段に速度時間グラフを並べ、横ばい区間の意味が変わることを示した図
上段の x-t グラフでは横ばいが『が変わらない』ことを表し、下段の v-t グラフでは横ばいが『が一定』を表します。同じ横ばいでも、縦軸が違えば意味が変わることをここで切り分けます。
公式

速度と時間から変位を読む

速度–時間グラフでは、各時間の速度を積み上げて変位を求められます。

一定速度の区間

時間軸との間のが、その区間の変位 Δx を表します。

  • 変位
使うときのコツ

長方形や三角形に分けると、変位を計算できます。

解くコツ

v-t グラフでは、変化率から、時間ごとの積み上げからを読みます。

図解速度時間グラフの長方形部分を色で塗り、その面積が変位になることを示した図
一定ので進む区間では、v-t グラフの下にできる長方形のがそのままになります。『の高さ』と『時間の長さ』を掛けると距離になる、という見方を図で固定します。
場面
で、最初の 2 s は 3 m/s、その後の 1 s は 0 m/s を表している。
順に考えると
最初の 2 s に進んだは、長方形のとして 3 × 2 = 6 m と読めます。その後の 1 s はが 0 なので、は増えません。速度-時間グラフでは、縦の値を見るだけでなく、下のが何を表すかまで使えると計算問題に対応しやすくなります。
ここが結論
この 3 s 全体の変位は 6 m です。速度-時間グラフでは面積が変位になることを押さえましょう。
確認

確認テスト 1

Q1

が横ばいの区間は、どんな状態を表していますか。

確認

確認テスト 2

Q1

で、グラフと時間軸にはさまれたが表すものはどれですか。

まとめ

まとめ

  1. 1

    の変化を見る

  2. 2

    位置–時間グラフのを表す

  3. 3

    の傾きはを表す

  4. 4

    縦軸が何かを確認してから線の形を読む

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