Physics

図2. ある教授が講義をしながら左右に歩いている。 地球に対する位置はxで与えられる。教授の地球に対する変位は右向きの矢印で表される。

図3. 乗客が自分の席から飛行機の後方へ移動する。 飛行機に対する乗客の位置はxで与えられる。飛行機に対する乗客の-4.0mの変位は、飛行機の後方に向かう矢印で表される。 この矢印は、図3の教授の変位を表す矢印（教授は2倍動く）の2倍の長さであることに注意してください（

変位には大きさの他に方向があることに注意してください。 教授の変位は右へ2.0m、航空会社の乗客の変位は後方へ4.0mである。 一次元の運動では、プラスとマイナスの記号で方向を指定することができる。 問題を始めるときに、どの方向を正とするか（通常は右か上を正とするが、どの方向を正とするかは自由である）選択しなければならない。 教授の初期位置はx0 = 1.5 m、最終位置はxf = 3.5 mなので、変位は

Δx = xf – xo = 3.5 m – 1.5 m = +2.0 m

この座標系では右への運動が正で、左への運動は負になります。 同様に、飛行機の乗客の初期位置はx0=6.0m、最終位置はxf=2.0mなので、彼の変位は

彼の変位は、彼の運動が平面の後方、つまり我々の座標系では負のx方向に向かっているので負です。

変位は方向で記述しますが、距離はそうではありません。 距離は2つの位置の間の変位の大きさ、または大きさと定義される。 2つの位置の間の距離は、その間の移動距離と同じではないことに注意してください。 移動距離とは、2つの位置の間を移動した経路の総延長である。 距離には方向がなく、従って符号もない。 例えば、教授が歩く距離は2.0mで、飛行機の乗客が歩く距離は4.0mです。

Check Your Understanding

ある自転車乗りが西に3km走った後、引き返して東に2km走ったとする。 (a)彼女の変位は何キロか。 (b) 走行距離は何kmか。 (c) その変位の大きさは？

図4.

解答

(a) この人の変位はΔx = xf – xo=-1 kmです（東を正、西を負としているので変位は負です）。)

(b) 移動距離は3km＋2km＝5km

(c) 変位の大きさは1km

項まとめ

• 運動学とは運動の原因を考えずに研究することである。 この章では一次元運動と呼ばれる直線に沿った運動に限定する。
• 変位とは物体の位置の変化のことで、記号では変位Δxは

Δx = xf – xo,

ここでxoは初期位置、xfは最終位置と定義される。 この文章では、ギリシャ文字のΔ（デルタ）は、それに続くどんな量でも常に「変化」を意味する。 変位のSI単位はメートル(m)である。

• 問題を始めるとき、どの方向が正になるかを指定する。
• 距離は2つの位置の間の変位の大きさである。
• 移動距離とは、2つの位置の間を移動した経路の長さの合計です。

。