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【物理】相対運動

小山くん
車にのりながら電車を見るといつもよりゆっくりに見えるよね。
山田さん
そうね。そうやって見える速さのことを相対速度っていうらしいよ。
小山くん
そうなんだ!

 

相対速度

相対速度とはAからみたBの速度です。つまり、Aに自分を置いてみて、Bがどのような速度で運動しているかという値です。

つまり、(Bの速度)ー(Aの速度)

=(相手の速度)ー(自分の速度) で表されます。

 

ここで2つの物体が一直線上にある場合は単純な引き算ですが、速度は向きを含むベクトルなので一直線上にないときは注意しないといけません。

例えば、2つの物体が互いに垂直な向きに離れていく運動をしているとします。このときは相対速度の大きさは三平方の定理によってもとめ、向きはAの終点を始点、Bの終点を終点とするような矢印で表されます。

 

同様にして相対加速度も(相手の加速度)ー(自分の加速度)でもとめることができます。

 

相対運動の身近な例としては、電車に乗っているときに自分が乗っている電車と同じ方向に進んでいる電車を窓から見るとゆっくり見えたり止まっているように見える時があります。一方自分と逆向きに動いている電車を見るとものすごく速く見えます。またサッカーや野球の場合ボールと選手の動きが相対運動になるため、競技に慣れるまでなかなかボールが取れないのはこのためです。

例題)20m/sで運動している電車から、同じ方向に50m/sで運動している電車の相対速度vと逆向きに運動している電車の相対速度Vは?

v =(相手の速度)ー(自分の速度)=50ー20=30m/s

V =(相手の速度)ー(自分の速度)=50ー(ー20)=70m/s

 


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早慶専門個別指導塾 HIRO ACADEMIA

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