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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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 (*’▽’)
