速度

物理では、物体の色々な運動の法則を学びますよね。

そして、一番シンプルな運動が『等速直線運動(とうそくちょくせんうんどう)』です。
これは、「物体がずーっと一定の速度で直線上を進む運動」でしたね。

でも、現実では、「物体がずーっと一定の速度で運動」することはなかなかありません。

例えば、私たちは買い物に行く途中でゆっくり歩いたり、止まったり、小走りになったり、速度はコロコロ変わりますよね。
自動車だって、アクセルを踏めば速度が増すし、ブレーキを踏めば減速しますよ。

つまり、現実の物体の運動を正確に表すには、物体の速度の変化を考える必要が出てくるわけですね。

そこで、昔の科学者たちは、物体の速度の変化を数量的に表す方法を考え出しました。
それが、『加速度(かそくど)』なんですね。

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『相対速度(そうたいそくど)』という言葉を聞いたことがありますか？

「相対的」な速度、なんて何だか意味深ですね。
「物の見方」をちょっと変えると、相手の見かけの速度が変わりますよ、ということなんです。

この間、電車に乗ってお出かけしたとき、同じ向きに並んで走る隣の電車を窓から眺めていました。

そうすると、

隣の電車が止まって見えたり、
隣の電車が後ろに下がっていくように見えたり、
逆にこちらの電車が後ろに下がっていくように感じたり、

という面白いことがあったんですよ。
同じ経験がある人、いっぱいいるでしょう？

こちらも隣の電車も走り続けていて、実際には止まったりバックしたりしていないのに、不思議ですよね。
どうしてこんな風に見えるのでしょう？

それは、自分を基準にして、「相対的」に物を見ているからなんですね。
そして、「相対的」に見た相手の速度のことを『相対速度』と言いますよ。

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今回は、『速度の合成(そくどのごうせい)』についてお話しますね。

「速度を合成するって、別々の速度を足し合わせるの？いつそんなことをするの？」

『速度の合成』なんて、いかめしく言うからビックリしますよね。
実は、私たちの身の周りでよくあることなんですよ。

動く歩道を見たことがありますか？
今、動く歩道を眺めていると想像してくださいね。

普通の道路を歩いてきた人が、そのまま動く歩道の上を歩いていきます。
その人が移動する速度は、普通の道路上と動く歩道上のどちらが速いですか？

もちろん、動く歩道の方ですよね。
なぜ動く歩道を歩く方が、人が移動する速度は速くなるのでしょう？

それは、普通の道路上を歩く速度に、動く歩道の速度が加わっているからですね。
なので、動く歩道上の方が移動速度が速くなるわけです。

これが、『速度の合成』なんですよ。
流れる川の上を進む船とか、身近な例が色々ありますね。

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物理では、物体の運動の法則について学びますね。
直線上を転がったり、上から落としたり、投げ上げたり、色々なパターンの運動がありますよ。

その中で、はじめに出てくるのが、『等速直線運動(とうそくちょくせんうんどう)』(または『等速度運動(とうそくどうんどう)』)です。

「『とうそくちょくせんうんどう』って、何なんですか？3回続けて言ったら、舌を噛みそう」
ええ、舌を噛んだことがありましたよ・・・。

でもね、ただの早口言葉ではありませんよ。
物体の運動の様子を、そのまんま表しているんですね。

つまり、『等速直線運動』はその名の通り、

「物体がずーっと一定の速度で直線上を進む運動」

というわけです。

ところで、なぜはじめに『等速直線運動』について考えるのでしょうか？
それは、一番シンプルな運動だから、物理の入口としてピッタリなんです！

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車や電車のスピードを表すとき、速さという言葉をよく使いませんか？
「新幹線の速さは最高で時速300kmらしいよ」
「うん、最高速度は時速320kmなんだって」
なんて、よく耳にする会話ですね。

おや、先ほどの会話でちょっと引っかかるところがありますね。
『速さ』と『速度』という2つの言葉が出てきましたよ。

でも、新幹線の速さという同じ意味で使っているようです。
同じ意味なら、どうして違う2つの言葉があるのでしょうか？
不思議ですよね。

日常会話ではごちゃ混ぜで使われていますが、物理学的にはきっちり区別して使われているんですよ。
そこには、ちゃんと理由があります。

では、『速さ』と『速度』の物理学的な意味を見ていきましょう。

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