【中3理科】台車の運動のポイント

物体の運動のようすを観察するために、力学台車を使った実験があります。今回はそのポイントを学習しましょう。

台車の運動と速さ

力学台車を、下の図のようなコースで運動させると、速さは下のグラフのように変化します。

台車の速さは、だんだん大きく（速く）なります。このとき、斜面の傾きが一定なので、一定の割合で速さが大きく（速く）なることも重要です。つまり比例します。

台車の速さは一定になります。この速さが変化しない運動を等速直線運動といいます。

台車の速さは、だんだん小さく（遅く）なります。このとき、斜面の傾きが一定なので、一定の割合で速さが遅くなります。

次は物体の運動について見ていきましょう。

台車の速さの変化の仕方が、それぞれの運動で異なるのは、台車にはたらく力の向きが異なるからです。下の力の向きをしっかりと確認しましょう。

台車がだんだん速くなる理由は、台車の運動の向きと同じ向きに力がはたらくからです。また、一定の割合で速さが速くなるのは、台車の運動の向きと同じ向きに、一定の大きさの力がはたらき続けるからです。

台車の速さが一定なるのは、台車の運動の向きと同じ向きにも、逆向きにも力がはたらいていないからです。このとき台車にはたらいている力は、重力と垂直抗力だけで、この2つの力はつり合いの関係にあります。つり合って、打ち消し合って、合力が０になっています。

台車の速さがだんだん遅くなる理由は、台車の運動の向きと逆向きに力がはたらくからです。また、一定の割合で速さが遅くなるのは、台車の運動の向きと逆向きに、一定の大きさの力がはたらき続けるからです。

台車の運動では、時間経過と速さや移動距離、台車の運動の向きの力などが選択問題として出題されます。正しいグラフをかけるようになっておきましょう。

▼問題を解いてみよう！
【対策問題】斜面上にある物体の運動
【対策問題】斜面を下る台車の運動のようすを調べる実験