ほかにも:等速直線運動

速さと速度:教育用シミュレーションゲーム

同じ移動。2 通りの測り方。

速さ · スカラー速度 · ベクトル

直線トラック

20 m のトラック · 両端で理想的に跳ね返る

準備完了
お使いのブラウザには HTML5 Canvas が必要です。数値の測定は下で見られます。
瞬間の速さ / 速度4.00 m/s · (+4.00, 0.00) m/s
座標はメートル単位 · +x は右向き
通った経路変位 Δr瞬間の v

経過時間

0.00 s

t

シミュレーション時間

道のりの合計

0.00 m

d · 経路全体

常に 0 以上

変位

0.00 m

Δx = x − x₀

x の符号つきの変化

平均の速さ

— m/s

s̄ = d / t

スカラー

平均の速度

— m/s

v̄ₓ = Δx / t

符号つきの x 成分

再生する前に予想しよう

粒子がスタート地点に戻ったとき、0 になるのはどちら?道のりと変位のどちらだろう?

往復チャレンジ

やってみよう

−6 m からスタートし、+8 m の目標まで行ってから、平均の速度 0 で −6 m に戻ろう。平均の速さは正のままにできるかな?

+8 m まで行くスタート地点に戻るv̄ = 0, s̄ > 0

速さと加速度を選んでから、チャレンジを始めよう。

速さと速度が違う結果になるのはなぜ?

道のりは移動のすべてを覚えている。

道のりは進んだすべてのメートルを足し合わせます。変位は出発点と現在の点を向きとともに結びます。

s̄ = d/t   ·   v̄ = (r − r₀)/t

2 次元では Δr = (Δx, Δy)。ベクトルの大きさは |Δr| = √(Δx² + Δy²)。いつも d ≥ |Δr| なので、s̄ ≥ |v̄|。

速さが一定でも、曲がると速度は変わる。

白い矢印は瞬間の速度で、経路の接線方向を向きます。その大きさは今の速さに等しくなります。円の上では、速度の向きが絶えず変わります。

v = u T̂   ·   aₙ = u²/R

スライダーは接線加速度を調節し、速さを変えます。円のトラックでは向心加速度も生じます。t = 0 では平均は定義されず、一時停止しても時間は加わりません。

速さと速度のゲームの遊び方

  1. 物理ラボを選んで直線または円のトラックを調べるか、パックマンの追跡を選ぶ。
  2. 速さと向きを設定する。ラボでは接線加速度も変えられる。
  3. 何が起こるか予想してから再生する。一時停止やコマ送りで測定値を読み取る。
  4. 往復するか一周する。出発点に戻ったときの平均の速さと平均の速度を比べる。

この教育用シミュレーションゲームで速度について学べること

速さは、物体がどれだけ速く動いているかを表します。速度は向きも含みます。平均の速さは道のりの合計を経過時間で割ったもの、平均の速度は変位を経過時間で割ったものです。曲がるとき、速さが一定でも速度は変わります。

速さと速度についての質問

平均の速さが正なのに、平均の速度が 0 になることはありますか?

はい。追跡用の 48 m のトラックを一周して 12 s で出発点に戻ると、平均の速さは 48 ÷ 12 = 4 m/s ですが、変位と平均の速度は 0 です。

向きを変えると何が起こりますか?

速度ベクトルの向きが変わります。道のりの合計は増え続けますが、変位は出発点と現在の位置だけで決まります。

何かをインストールする必要はありますか?

いいえ。どちらのアクティビティも HTML5 Canvas を使って最新のブラウザで動きます。画面上のコントロールはマウス、タッチ、キーボードで操作できます。

すべての教育用シミュレーションゲームを見る