高校物理

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5分でわかる!相対速度(二次元)の求め方

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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

運動と力21のポイント1 全部 空欄埋める

これでわかる!
ポイントの解説授業
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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。

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。

運動と力21のポイント1 左の図

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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。 を活用して考えてみましょう。

運動と力21のポイント1 速度ベクトルの式、右の図

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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
運動と力21のポイント1 すべて空欄埋める
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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。

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

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