「等速直線運動って、結局どういう運動なの…?」
「速さのグラフと距離のグラフ、どっちがどっちか分からなくなる…」
- 等速直線運動とは何かを、一言で説明できるようになりたい
- 速さ・時間・距離の計算を、間違えずにできるようになりたい
- グラフや記録タイマーの問題で点を取りたい
こういう人に向けて書きました。
結論からいうと、等速直線運動とは、一直線上を一定の速さで進む運動のことです。
距離=速さ×時間で計算でき、グラフは「速さ—時間」が横軸に平行な直線、「移動距離—時間」が原点を通る直線になります。
等速直線運動とは
等速直線運動とは、物体が一直線上を、一定の速さで進む運動のことです。
名前のとおり、「等速」(速さが等しい)と「直線」(まっすぐ進む)の2つの条件がそろった運動です。
たとえば、まっすぐな線路の上を、同じ速さで走り続ける電車の動きがこれにあたります。
速さが変わったり、曲がったりしているときは、等速直線運動とはいいません。
等速直線運動になるとき
物体に力がはたらいていないとき、または、はたらいている力がつり合っているときに、物体は等速直線運動をします。
これは「慣性の法則」とよばれる決まりです。
力がはたらかないかぎり、動いている物体はそのままの速さで動き続けます。
なめらかな水平面の上を進む台車は、水平方向の力がほとんどはたらかないので、ほぼ等速直線運動になります。
速さ・時間・距離の求め方
等速直線運動では、速さが変わらないので、次の式がいつでも成り立ちます。
- 速さ〔m/s〕=移動距離〔m〕÷かかった時間〔秒〕
- 移動距離〔m〕=速さ〔m/s〕×時間〔秒〕
- 時間〔秒〕=移動距離〔m〕÷速さ〔m/s〕
速さの単位の m/s は「メートル毎秒」と読み、1秒間に何m進むかを表します。
cm/s なら、1秒間に何cm進むかです。
例題: 台車の速さと、進んだ距離
例題: 台車が一定の速さで、4秒間に 12m 進みました。
このとき、台車の速さは何m/sですか。
また、同じ速さで 10秒間進むと、何m進みますか。
速さ=12m÷4秒=3m/s です。
10秒間に進む距離は、3m/s×10秒=30m です。
答え: 3m/s、30m
単位をそろえる
時速の問題では、単位に気をつけます。
1km=1000m、1時間=3600秒なので、時速を秒速になおすときは、1000÷3600で計算します。
たとえば、時速72kmなら、72×1000÷3600=20m/s です。
グラフで見る等速直線運動
等速直線運動のグラフは、2種類とも形が決まっています。
下の図は、速さが 100cm/s の台車の動きを、2つのグラフで表したものです。

速さ—時間のグラフ
縦軸が速さ、横軸が時間のグラフです。
速さが一定なので、グラフは横軸に平行な直線になります。
図では、どの時間でも速さが 100cm/s のままです。
移動距離—時間のグラフ
縦軸が移動距離、横軸が時間のグラフです。
移動距離は時間に比例するので、グラフは原点を通る右上がりの直線になります。
図では、0.1秒で 10cm、0.2秒で 20cm、0.4秒で 40cm と進んでいます。
直線の傾きが急なほど、速く進んでいることを表します。
| グラフ | 形 | 分かること |
|---|---|---|
| 速さ—時間 | 横軸に平行な直線 | 速さが一定 |
| 移動距離—時間 | 原点を通る右上がりの直線 | 距離は時間に比例する(傾きが速さ) |
記録タイマーで調べる
入試では、記録タイマーと紙テープを使った実験がよく出ます。
記録タイマーは、一定の時間ごとに紙テープに点を打つ道具です。
千葉県をふくむ東日本では、電源の周波数が 50Hz なので、1秒間に50回、点を打ちます。
西日本は 60Hz なので、1秒間に60回です。
東日本の記録タイマーなら、5打点にかかる時間は、5÷50=0.1秒です。
テープを5打点ごとに切ると、1本の長さが、0.1秒間に進んだ距離になります。
テープの長さがどれも同じなら、同じ時間に同じ距離を進んでいるので、等速直線運動だと分かります。
例えば、5打点ごとのテープの長さが10cmなら、速さは 10cm÷0.1秒=100cm/s です。
これは先ほどのグラフの台車と同じ速さです。
問題に「1秒間に60回打つ」とあるときは、60打点で1秒、6打点で0.1秒として計算します。
よくある間違い
間違い① 速さ—時間のグラフが水平なら、止まっていると思う
速さ—時間のグラフが横軸に平行なのは、「速さが一定」という意味です。
止まっているのは、速さが0のとき、つまりグラフが横軸にぴったり重なっているときです。
間違い② 動き続けているから、力がはたらき続けていると思う
「動いているのだから、進む向きに力がはたらいているはず」と考える人が多いです。
でも、等速直線運動をしている物体は、力がはたらいていないか、力がつり合っています。
動き続けるのに、力は必要ありません。
下の図は、一定の速さで走る自転車の例です。

ペダルを踏む力と摩擦力がつり合っているので、力がはたらいていないのと同じになり、自転車は一定の速さで進みます。
ペダルを踏む力があるのに、速さが変わらないのは、そのためです。
間違い③ 移動距離—時間のグラフが水平なら、等速で動いていると思う
移動距離—時間のグラフが横軸に平行なときは、時間がたっても距離が増えていません。
これは止まっている状態です。
等速直線運動は、右上がりの直線です。
間違い④ cm/s と m/s を混ぜて計算する
距離が cm、速さが m/s というように、単位がそろっていない問題があります。
先にどちらかにそろえてから計算しましょう。
100cm=1m なので、100cm/s は 1m/s です。
入試ではこう出る
入試では、主に次の3つの形で出ます。
- 記録タイマーの紙テープから、速さを求める問題
- グラフを選んだり、かいたりする問題
- 「運動の向きに力がはたらいているか」を、理由もふくめて記述させる問題
グラフを選ぶ問題では、次のような4つのグラフから、等速直線運動を表すものを選びます。

縦軸が移動距離なので、原点を通る右上がりの直線を選びます。
曲がっているグラフや、横軸に平行なグラフは、等速直線運動ではありません。
練習問題
問1: 一定の速さで進む台車が、5秒間に 15m 進みました。
台車の速さは何m/sですか。
問2: 1.5m/s の一定の速さで進む台車は、8秒間に何m進みますか。
問3: 1秒間に50回打点する記録タイマーを使って、台車の運動を記録しました。
紙テープを5打点ごとに切ったところ、どの長さも 8.0cm でした。
台車の速さは何cm/sですか。
また、何m/sですか。
問4: 上の「入試ではこう出る」の図のア〜エのうち、等速直線運動を表す、移動距離と時間の関係のグラフはどれですか。
問5: 摩擦のないなめらかな水平面の上を、台車が一定の速さで進み続けています。
このとき、台車に運動の向きの力ははたらいていますか。
理由もふくめて答えなさい。
解答と解説
問1の答え: 3m/s
速さ=距離÷時間で求めます。
15m÷5秒=3m/s
問2の答え: 12m
距離=速さ×時間で求めます。
1.5m/s×8秒=12m
問3の答え: 80cm/s(0.80m/s)
50回打点する記録タイマーでは、5打点にかかる時間は、5÷50=0.1秒です。
0.1秒間に 8.0cm 進んでいるので、速さは 8.0cm÷0.1秒=80cm/s です。
100cm=1m なので、80cm/s=0.80m/s です。
問4の答え: ア
等速直線運動では、移動距離は時間に比例するので、原点を通る右上がりの直線になります。
イは曲がって下がるグラフ、ウは曲がって上がるグラフ、エは横軸に平行なグラフなので、どれも等速直線運動ではありません。
問5の答え: はたらいていない。力がはたらかない(つり合っている)ときは、物体は等速直線運動を続けるから。
台車は、速さが一定のまま、まっすぐ進んでいます。
これは等速直線運動なので、運動の向きに力ははたらいていません。
力がはたらかないときや、力がつり合っているときは、物体は等速直線運動を続けます(慣性の法則)。
まとめ
- 等速直線運動は、一直線上を一定の速さで進む運動
- 力がはたらかないか、力がつり合っているとき、物体は等速直線運動を続ける(慣性の法則)
- 移動距離〔m〕=速さ〔m/s〕×時間〔秒〕
- 速さ—時間のグラフは、横軸に平行な直線
- 移動距離—時間のグラフは、原点を通る右上がりの直線(傾きが速さ)
- 東日本の記録タイマーは1秒間に50打点。5打点で0.1秒


















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