解説【高校物理】同じ大きさの力で押し続けると加速度はどうなる?物理基礎・力学をクイズで確認!力と運動9

【解説_力と運動9_同じ力で押す2】

まさつの非常に小さい面の上を物体が静止しています。この物体を100 Nの力で押し続けると、動き出しました。物体の加速度は、どうなりますか?

A:どんどん大きくっていく
B:変わらない
C:どんどん小さくなっていく

高校物理の力と運動の問題。摩擦の小さい物体に一定の力を加えたときの加速度の変化を問うシミュレーション画像
Puさん
Puさん

答えは、 B です。


問1で勉強したように、同じ力で押し続けると、物体はどんどん速くなります
この問題では「加速度はどうなるか」問われています。

加速度は「単位時間あたりの速度の変化」なので、
どんどん速くなる」の速くなり方を聞かれています。

ピグちゃん
ピグちゃん

速くなり方を聞かれているのか〜
Aにしちゃったぁ…

Puさん
Puさん

Aと答える生徒はすごく多いよ。
どんどん速くなってるから、加速度も大きくなるって間違った考え方だね。

シミュレーションをやってみると、100 Nの力で押すと、加速度は2.00 m/s2と表示されるよ(下図、左上)。
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。
静止していた物体は、1 s後に速さは2.00 m/s、2 s後に4.00 m/s、3 s後に6.00 m/sになるんだ。

加速度が2m/s^2を確認するための画像
ピグちゃん
ピグちゃん

1 s(秒)で速度が+2.00 m/sになるんだね。
同じペースで速くなっていく=加速度が変わらない
で、あってる?

Puさん
Puさん

うん、そうだね。
こんなふうに一直線上を加速度が変わらずに進む運動を、等加速度直線運動って言うよ。
物体は同じ大きさの力を受け続けると、加速度が変わらずに運動するんだね。

Puさん
Puさん

どんなに小さな加速度でも、
時間が経てば、ものすごい速さになるやで

ピグちゃん
ピグちゃん

Pu先生!
私、毎日勉強する時間を1分ずつ増やしていくよ!

Puさん
Puさん

ええやん。じわじわ効いてくるで。

ピグちゃん
ピグちゃん

1年後には私、どれくらい勉強してるかな?

Puさん
Puさん

1日6時間以上やな

ピグちゃん
ピグちゃん

え、趣味とか、いつやるの?

Puさん
Puさん

勉強が趣味になっとる頃やな

ふりかえり

力と運動9_同じ力で押す2

 ◎ 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。

 ⚪︎ 物体は同じ大きさの力を受け続けると、どんどん速くなる。(問1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。

答えの確認

  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

Puさん
Puさん

画面左上の「加速度」に注目してね!

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Puさん
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ピグちゃん
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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/

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