等速直線運動とは？公式・グラフ・例題をわかりやすく解説【高校物理】
等速直線運動とは？
等速直線運動とは、物体が一定の速度で直線上を動く運動のことです。速度が変わらない（加速度＝0）ため、力がはたらいていないか、力がつり合っている状態を表します。
等速直線運動の定義・法則・公式
公式
v ＝ x ÷ t（速度 ＝ 変位 ÷ 時間）
- v：速度（m/s）
- x：変位（m）
- t：時間（s）
変形すると：x ＝ v × t（変位 ＝ 速度 × 時間）
特徴
- 加速度 a ＝ 0
- 速度は時間が経っても変化しない
- ニュートンの第1法則（慣性の法則）：外力がなければ等速直線運動を続ける
v-tグラフと x-tグラフ
| グラフ | 形 | 面積・傾き |
|---|---|---|
| v-tグラフ | 水平な直線 | 面積 = 変位 x |
| x-tグラフ | 右上がりの直線 | 傾き = 速度 v |
等速直線運動の覚え方・注意点
- v-tグラフが「水平な直線」ならば等速直線運動
- x-tグラフが「傾きが一定の直線」ならば等速直線運動
- 「速度が変わらない」＝「加速度＝0」＝「合力＝0」を必ずセットで覚える
等速直線運動の例題3選
-
速さ20m/sで等速直線運動をしている車が、5秒間で移動する距離を求めよ。
x ＝ v × t ＝ 20 × 5 ＝ 100 m -
100mを10秒で走り切ったとき、等速直線運動とみなした場合の速さを求めよ。
v ＝ x ÷ t ＝ 100 ÷ 10 ＝ 10 m/s -
v-tグラフで速度v=5m/sが t=0〜4秒で示されているとき、変位を求めよ。
面積 ＝ 5 × 4 ＝ 20 m
等速直線運動の関連用語
| 用語 | 意味 |
|---|---|
| 変位 | 位置の変化量（ベクトル量） |
| 速度 | 変位の時間変化率（ベクトル量） |
| 加速度 | 速度の時間変化率（等速では0） |
| 慣性の法則 | 外力がなければ現在の運動状態を続ける法則 |
等速直線運動が出る試験問題パターン
計算問題パターン
速さ15m/sで等速直線運動している物体が3秒間で移動する距離は？
正解：x ＝ 15 × 3 ＝ 45 m
記述問題の切り口
– 等速直線運動の v-tグラフの特徴を述べよ
– 「慣性の法則」と等速直線運動の関係を説明せよ
よくある質問（FAQ）
Q1. 等速直線運動とは何ですか？わかりやすく説明してください。
速度が変化しない（加速度ゼロ）直線運動です。宇宙空間を飛ぶ物体や、摩擦のない面での滑走がイメージしやすい例です。
Q2. 等速直線運動が起きる条件は？
外力がはたらかない、または複数の力がつり合っている場合に起きます。
Q3. 等速直線運動と等加速度直線運動の違いは？
等速直線運動は加速度＝0（速度一定）、等加速度直線運動は加速度が一定（速度が一定の割合で変化）する運動です。
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