【解説】力と運動_問11

【力と運動_問11】

まさつの非常に小さい物体が右向きに等速直線運動をしている(上の図)。途中で、この物体に左向きに100 Nの力で押し続けます(下の図)。このあと、物体の加速度はどうなりますか?


A:どんどん大きくなっていく
B:変わらない
C:どんどん小さくなっていく
D:小さくなってから、大きくなっていく

Puさん
Puさん

答えは、 B です。


この物体は、問3と同じ動きをしているよ。
物体の速さはだんだん遅くなり、だんだん左向きに速くなるんだ。

ピグちゃん
ピグちゃん

Dにしちゃったぁ…
速さと加速度の違いが、まだよくわらかないや

Puさん
Puさん

ここが難しいところだよね。
問9、問10とやってきたように「力」で説明するね。
問9のふりかえりは、次のとおりだったね。
◎ 物体は同じ大きさの力を受け続けると、同じ加速度で運動する。

この問題では、物体が受ける力は左向きに100 Nなので、加速度は左向きで同じになるんだ。
シミュレーションをしてみると−2.00 m/s2 と出ているね。(下図)

ピグちゃん
ピグちゃん

加速度は力の向きと一緒なんだね。
加速度がマイナスって…?

Puさん
Puさん

このシミュレーションでは、
右向きを正の向き、左向きを負の向きと決めているから加速度はマイナスになるんだ。
加速度が左向きって意味なんだ。力の向きと一緒でしょ?

ピグちゃん
ピグちゃん

(このシミュレーションだと)加速度がマイナスっていうのは、加速度が左向きって意味なんだね。
具体的には、どんなふうに速さが変わっていくの?

Puさん
Puさん

−2.00 m/s2 は、「1 s(秒)あたりに速度が−2.00 m/s変化する」って意味だよ。
初めの速さが10 m/sだとすると、1 sごとに
10 m/s →8 m/s →6 m/s →4 m/s →2 m/s →0 m/s →−2 m/s →−4 m/s→…

といった具合に変化していくよ。

ピグちゃん
ピグちゃん

ちょっとわかってきたかも。
加速度がマイナスって、単に速さが減っていくってことじゃないんだ!
マイナスは向きだから、後半の0 m/s →−2 m/s →−4 m/sは左向きに速くなっているってことだね!

Puさん
Puさん

そのとおり〜

ピグちゃん
ピグちゃん

最初は「大好き!」って思ってたけど、
失恋して気持ちが冷めていって、
興味無くなって、
もういいや!って吹っ切れて、新しい恋に進む感じ?

Puさん
Puさん

お、なんかいい例えやな!
「減速→0→向きが変わって加速」ってやつや。

めちゃくちゃ怒っていたけど、
だんだん落ち着いてきて、
そこから怒りやなくて悲しみが加速してく、みたいな

ピグちゃん
ピグちゃん

え?
どういうこと?

Puさん
Puさん

いや、なんで通じへんねん!

ふりかえり

 ◎ 物体が受ける力の向きと、加速度の向きは同じである。

 ◎ 加速度がマイナスになるとは、加速度の向きが負であり、速度がその向きに変化していくことを意味する。

 ⚪︎ 物体は同じ大きさの力を受け続けると、同じ加速度で運動する(問9のふりかえり)

速さ:大きさのみを表します。
 例.10 m/s

速度:大きさと向きを表します。
 例.左向きに10 m/s、西向きに10 m/s、–10 m/s など
  ※答え方は問題によって変わります。
   詳しくは、次のページ下部の補足を見てください。


「問題一覧」に戻る


1. 自分でシミュレーションする

「加速度」を選択してね!

2. シミュレーション操作を参考にする


このシミュレーションは PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder によって提供されています。
© University of Colorado Boulder, licensed under CC BY 4.0
https://phet.colorado.edu/

@2025 ぶつりどくがく All rights reserved.