| English | 意味 |
|---|---|
| velocity/vəˈlɒsɪti/ | 速度 |
| acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ | 加速度 |
この観察を説明する要因は何か？
- スピードメーターは特定の瞬間の速度を示すのみである。旅の平均速度は、停車や急激な速度変化を隠してしまうことがある。
- まず予測を立てる。比較したい量や特徴を明記し、2つの説明を区別できる証拠は何かを決定せよ。
モデルを構築する
- 変位には方向が含まれ、距離は全経路の長さを数える。速度は時間あたりの変位の増加量である。加速度は時間あたりの速度の増加量である。
- 速度: 変位の時間変化率; 加速度: 速度の時間変化率。
速度-時間グラフの面積は何を表すか？
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速度-時間グラフの下の面積の単位は、速度×時間＝メートルであり、これは変位である。加速度は同じグラフの傾きであり、質量はこのグラフには一切含まれない。
各専門用語を正確な意味と対応させよ。
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関連する物理量やプロセスを区別するために定義を使用せよ。
これを検証できる証拠を選ぶ
- 変位-時間グラフの傾きは速度である。速度-時間グラフ下の面積は変位を表す。一定加速度の公式は、その仮定が妥当な場合にのみ有効である。
- 正の方向を選び、それを明記する。反復可能な運動測定には、光ゲートまたは既知スケールとフレーム間隔を持つ映像を使用する。非常に短い間隔での手動タイミングは正確ではないと仮定しないよう注意する。
この場合、調査やモデルをより妥当にする2つの習慣は何か。
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条件や仮定を明記することで他者が正確に再現でき、根拠となる証拠を記録することで結論を検証できます。相反する結果を隠すと、誤った結論を疑う証拠を失いますし、単一の測定でより広い主張を成立させることはできません。
既知の量から始める
- 既知の値と単位を明記する。このケースに適応する仮定を持つ関係式を選び、代入前に変形する。
- 既知：速度は 2 から 10 m/s に 4 s で均一に上昇する。 a = (v-u)/t。 a = (10-2)/4 = 2 m/s²。変位は台形の面積： s = (u+v)t/2 = (2+10)×4/2 = 24 m。
速度が秒3から秒15まで、秒6で変化する。加速度を求めよ。同じ手順を用いる：既知量 → モデル → 関係式 → 代入 → 単位と解釈。
速度が 3 m/s から 15 m/s に change するまでに 6 s かかります。加速度を求めよ。
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結果は 2 m/s² である。既知：速度が 3 から 15 メートル毎秒に 6 秒で変化する。a = (v - u)/t を用いる。a = (15 - 3)/6 = 2 メートル毎秒二乗。正の符号は、加速度が運動方向と同じであることを示している。
結論とその限界を確認する
- 負の速度は選定された符号則に基づく方向を示すものであり、必ずしも減速を意味するわけではない。
- 元の観察に戻り、結果が何を裏付けているか、どのような条件を前提としているかを説明し、対立する説明を検証する方法を一つ示す。
負の速度は常に物体が減速していることを意味する。この主張は誤りである：負の速度は選んだ正の方向とは逆向きの運動を意味する。加速度が速度と逆向きの場合にのみ減速する。負の速度かつ負の加速度であれば加速中である。
運動グラフと加速度: 変位-時間グラフの傾きは速度を表す。速度-時間グラフの下の面積は変位を与える。等加速度の公式は、その仮定が妥当な場合にのみ有効である。
負の速度は必ずしも物体が減速していることを意味するわけではない。
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負の速度とは、選定した正の方向と逆向きの運動を意味する。物体は加速度が速度と逆向きの場合にのみ減速し、負の速度と負の加速度がある場合は加速している。
変位の時間変化率の技術用語を記せ。
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速度とは、変位の時間変化率（方向を含む）である