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等速直線運動

1. x-tテーブルの謎——なぜ直線になるのか

まずこのデータを見てほしい。

| 時刻 \(t\) (s) | 位置 \(x\) (m) |

00
13
26
39
412

横軸を時間、縦軸を位置としてグラフに描くと——直線になる。

なぜ直線か。「速さが一定だから」と言いたくなるが、そもそも「速さ」とは何か。速さが「変わらない」とはどういう状態なのか。言葉で言えそうで、実はうまく定義できていない。

物理はここから始まる。曖昧な直感を、数値で扱える定義に変換すること。

まずは実験から見てみよう。目盛りの振られたレールの上を、物体が動いていく。

等速直線運動 x = vt:等間隔に進む

速度が一定なら、等時間に等距離を進む。マーカーが等間隔に並ぶのがその証拠だ。

012345678× 2.0 m/divt = 0.00 s x = 0.00 m v = 2 m/s
オレンジの点 = 1秒ごとの位置記録 — 等間隔に並ぶ

コマ送りにして時間ごとの位置を記録すると、何かが浮かび上がってくる。

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21:14

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