初めに
こんにちは!そして初めまして!
動物バナシの管理人
ユーイチです。
物理学シリーズ第3弾は
「速度」と「速さ」の違い
についてです。
え?
速度と速さって
同じじゃないの?
と思った人も
いるんじゃないでしょうか?
実は速度と速さは
言葉は似ていますが
物理学ではその2つは
区別して使っています。
では何が違うのか?
今回はそのことについて
お話していきます。
それでは早速行ってみましょう (‘◇’)ゞ
速さと速度の違いとは?
では速さと速度は
何が違うのでしょうか?
速さとは?
まず速さについての説明をします。
速さとは一言でいえば
力の大きさです。
これが速さの説明なんですが
問題はこれじゃ何の事か分からない
ってことなんですよね。
なので例を出してみましょう
あなたは自転車を漕います。
その自転車は
1分で100メートル進みます。
これが速さです。
どういう事かというと、
今の例の自転車は
1分間に100m進む力の大きさを
持っているという事なんです。
では次に1分間に
200m進んだ場合と比べます。
その場合、力の大きさは
200m進んだ場合の方が
大きいですよね。
これが速さの力の大きさの差
になる訳です。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/12add6e86afbe2e5f3560464312b2341-1024x683.jpg)
もちろん時間の長さは
1分間と限定されている訳では
ありません。
要は、
一定時間でどれだけの距離を進むか
この力の大きさの事を
速さと言っているんです。
速度とは?
それに対して速度とは
速さと運動の向きを
含めたものを言います。
運動の向きとは方向の事です。
この方向を図にすると
矢印になります。
これをベクトルと呼びます。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/2a67c4889a0915d46b195c2b9c040bb1-1024x683.jpg)
つまり速さと速度の違いとは
毎分100キロといえば速さ
左側に毎分100キロメートルといえば速度
となる訳です。
ベクトルや速度は以前も少し触れています。
よろしければこちらもどうぞ
速度は見る人によって変わる?
速度と速さの違いが
なんとなく分かったところで
次は速度の不思議話を
したいと思います。
実は速度は同じ物体の運動でも
見る人によって違います。
これを相対速度と呼びます。
これだけでは意味が
分からないと思うので
具体例を挙げます。
ここに時速100kmの
ボールを投げるピッチャーが
いるとします。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/b5f8b7e97e1c3bd560c46a010a2ed72a-1024x683.jpg)
このピッチャーに3つの
異なる環境で投げてもらいます。
1,止まってる電車の中で投げる
2,時速100㎞で走っている電車と
同じ方向に投げる
3,時速100㎞で走ってる電車と
逆の方向に投げる
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/195b718fb8d9f9b77d1bc8b0ae04bace-1024x682.jpg)
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/94e53890ba5a4fce1182d0eb1b06d59b-1024x682.jpg)
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/da1c735a292f46668cb6939522ad464e-1024x682.jpg)
そして私達はそのボールを
電車の外側から見ているとします。
すると、この3つの環境で
ボールの速度の感じ方が
変わると思いますか?
1の場合はどうなる?
止まっている電車の中で
ボールを時速100㎞で投げます。
すると私達はそのボールの速さは
時速100㎞と感じます。
2の場合はどうなる?
今度は電車の進行方向と同じ向きに
ボールを時速100㎞で投げます。
そうするボールの速度100㎞と
電車の速度100㎞が合わさります。
つまり、電車の進行方向に
ボールが時速200㎞で
進んでいるように見えるんです。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/7dad32755908d3352dd7d1ab1203cb16-1024x682.jpg)
速度の足し算ですね。
3の場合はどうなる?
では最後に3の場合です。
今度は電車の進行方向とは逆に
ボールを時速100㎞で投げます。
そうすると、
電車の速度とボールの速度が
相殺されてしまいます。
なのでこの場合は、
ボールの速度は0㎞と
感じてしまうんです。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/63d05c7a9a75664dd6fc0fb3603038c7-1024x682.jpg)
つまり、外から見ている私達は
ボールがその場で落ちるように
見えるんです。
ここは少しイメージが
付きにくいかもしれません。
相対速度の不思議
最後の3のイメージを掴む為には
更にもう1つの要素が必要です。
それは見ている私達が
ボールを目で追いかける時の
目線です!
1と2の場合は
電車の進行方向に向かって
目線を動かしボールの動きを
追いかけます。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/47c2cb3cb81a861998a27b82a7f265a2-1024x682.jpg)
では、改めて3の場合は
どういう目線の動きになるでしょう?
先程も言いましたが、
ボールを外から見ていると
速度は相殺されています。
しかし電車の中で見れば
ボールはしっかりと時速100㎞で
投げられています。
つまりこういう訳です。
外から見ると電車が10m進んだ分、
ボールは逆方向に10m進んでいる。
この事から
目線は一定のまま動く事はない
という事になります。
この時に私達が見るものは
ボールが一定時間浮いた状態で
時間が来たらその場に落ちる
という映像になります。
![](https://sisimaru81.com/wp-content/uploads/2022/04/c341a46d936bb9401716d2cf0f297651-1024x682.jpg)
これが相対速度の
不思議で面白い所です。
まとめ
どうでしたでしょうか?
今回の話をまとめると・・・
速さと速度は別のもの
早さとは力の大きさ
速度とは速さと方向
そして速度は見る人によって変わる
それを相対速度という
こんな感じでしょうか。
それでは今回はここまで。
最後までお読みいただき
ありがとうございました (*’▽’)