物理

速度と速さの違い【物理】

速度と速さの違い

たとえば、1000メートル(m)の距離を100秒間で移動しているようあ場合、
このときの速さはいくらになりますか?

この場合、移動距離1000mを移動に要する時間100秒(s)で割ればよいですね。
なので、\(\frac{1000m}{100s}\)=10m/s
となります。

100秒間に1000m移動するのであれば、
1秒あたりになおすと10m移動するわけです。

単位は1秒(s)あたりに何メートル(m)移動しているか?
なのでm/sとなります。

ちなみに今求めたのは『速さ』になります。
速度ではありません。

普段、私たちが速度と速さを同じ意味合いで使いがちです。
でも、物理学の世界では速度と速さは違います。

先ほどの10m/sは速度ではなく速さです。
では速度って何でしょう?

速度と速さの違いを理解するために
変位について先に解説しますね。

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変位とは?

変位とは何でしょう?
1000m移動したケースで考えてみましょう。
1000mを移動したという情報だけだと、
どの方角に、どの向きに移動したか?わかりません。

そこでこの1000m移動したという距離に、
どちら向きに移動したのか?という意味を加えたものが変位という物理量です。

変位とは移動した距離にどちら向きに移動したのか
という情報が加わったもの

ではどうやって向きを表せばよいのでしょう?
矢印を使います。

変位

矢印の長さが移動距離を表し、
矢印の向いている向きが移動の向きを意味します。
ちなみに矢印の長さに関しては別に1000mの矢印を書く必要はありません。
自分で「この長さを1000mにしよう」と決めて書けばよいだけです。

あと、一直線上を動く物体に関しては矢印を使わなくても
変位を表すことができます。

1000mの距離を移動するとき、
一直線上なら左から右へ移動するか
右から左へ移動するか?の2通りしかありません。

変位

そんな場合にはプラス(+、省略することが多い)、マイナス(ー)の符号をつけます。
たとえば左から右への移動をプラスにするなら右から左への移動はマイナスになります。
たとえば左から右へ1000m移動したなら+1000m、
右から左へ1000m移動したのならー1000mと表示します。

ただ、プラスの場合は+を省略することが多いです。
たとえば+1000mなら、単純に1000mと表記することが多いです。

このように直線運動の場合には
矢印を使わずにプラスマイナスの符号を移動距離の前に付け加えることで
向きを表現することができます

変位とは

物体がどちらの向きにどれだけ移動したかを表したもの

です。

ここまで理解したら速さとそくどの速度の違いについて解説していきます。

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速さと速度の違い

速度は変位を移動に要する時間で割ったもののことです。

速度=変位÷移動に要する時間

変位

たとえば100秒間かけてプラスの向きに(右向きに)1000m移動したとしましょう。
この場合、速度は+1000m÷100秒(s)=+10m/s
となります。

逆に100秒間かけて左向きに1000m(マイナス1000m)、移動したら速度はどうなるでしょう?
-1000m÷100秒=-10m/s
となります。

こんな感じでプラスの向きに移動したら速度はプラスになり
マイナスの向きに移動したら速度はマイナスになります。

速さと速度の違いまとめ

・速さは右に行こうが左に行こうが符号をつけずに距離を時間で割って求める
・速度はプラスマイナスの向きを考慮して距離を時間で割って求める

つまり、プラスマイナスの向きを考慮して距離を時間で割ったら速度、
プラスマイナスの向きを考慮せずに距離を時間で割ったら速さ
ということです。

速度とは

速さと向きをあわせもった量のこと

です。

要するに速さに向きが加わったら速度だってことですね。
で、向きという概念が変位です

以上、分かりやすさを重視して厳密さを崩しながらわかりやすく解説してみました。

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