初速度と加速度をスライダーで操作し、x-t、v-t、a-t グラフをリアルタイム可視化。物体の動きをアニメーションで確認しながら、等加速度運動の本質と SUVAT 方程式を直感的に理解できます。
等加速度運動は、加速度が時間によって変化しない運動です。位置、速度、加速度の関係がシンプルなので、グラフの読み方と運動方程式の対応を理解する入口になります。
速度は時間に対して直線、位置は時間に対して放物線になります。加速度が負でも、初速度の向きや大きさによって途中で折り返す動きが生じます。
x-tグラフ:曲線の傾きが速度です。傾きがゼロになる点は、物体が一瞬止まって折り返す点を表します。
v-tグラフ:直線の傾きが加速度です。時間軸との間の符号付き面積が変位になります。
a-tグラフ:等加速度運動では水平線になります。加速度の符号は運動の向きではなく、速度がどちら向きに変化しているかを示します。
自由落下:空気抵抗を無視すると、地表付近では重力加速度がおおむね一定です。
自動車の制動:一定の減速度で止まる近似を使うと、停止距離や停止時間の目安を計算できます。
搬送機・エレベーター:加減速をなめらかに制御する前段階として、等加速度運動の考え方が使われます。
等加速度運動は理想化モデルです。実験や設計では、空気抵抗、摩擦、制御遅れ、加速度の立ち上がり時間などが結果に影響します。まずこのページで基本形をつかみ、必要に応じてより詳細なモデルへ進むのが自然です。
自動車の加速シナリオ:初速度v0=5 m/s、加速度a=2 m/s²、時間t=8秒の場合、位置はx=v0t+½at²=5×8+½×2×64=40+64=104 m、最終速度はv=v0+at=5+2×8=21 m/sです。スライダーをv0=5、a=2、tmax=8に設定すると、速度-時間グラフは直線で上昇し、位置-時間グラフは放物線になります。