高校物理
5分でわかる!相対速度(二次元)の求め方
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この動画の要点まとめ
ポイント
相対速度(二次元)の求め方
これでわかる!
ポイントの解説授業
相対速度は、速度ベクトルの差!
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下の図を使って考えてみましょう。
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クマちゃんA(=相手)は上に、クマちゃんB(=自分)は右に移動しており、それぞれの速さはvA、vBです。
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このとき、クマちゃんBから見たクマちゃんAの相対速度を求めます。同一直線上を動くときは 相手から自分を引くこと で相対速度が求められましたね。向きが異なる場合でも考え方は同じです。 相手の速度ベクトルから自分の速度ベクトルを引けばよい のです。ただし、ベクトルなので、単純にひき算の計算をすることはできません。 図 を活用して考えてみましょう。
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ベクトルvAとベクトルvBの始点を揃えてかきます。このとき、ベクトルの引き算はそれぞれのベクトルの 終点同士を結ぶ ことで求められます。(ベクトルvA)−(ベクトルvB)の引き算のときには、ベクトルVB(自分)の先端からベクトルVA(相手)の先端へ矢印を引きましょう。
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この引き算をして求めたベクトルvが 相対速度 になります。
POINT
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二次元の場合でも、 (相手の速度)ー(自分の速度) で相対速度は求められるのですね。
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なお相対速度のベクトルの大きさは、できあがった三角形を利用して求めることができます。例えば、できあがった直角三角形の底辺が3、高さが4だった場合、三平方の定理により斜辺の長さは5になりますね。つまり相対速度の大きさは5[m/s]と求められるわけです。
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一次元の相対速度は (相手の速度)ー(自分の速度) で求められましたね。今回は観測者と相手が同一直線上ではなく、 異なる向きに動いているときの相対速度 を考えます。