動きの理解
* 上に進む: ボールを上に投げると、その初期速度は正です(上向きが正の方向だとしましょう)。ボールが重力に対して移動すると、その速度は低下します。これは、重力が常に下方に動いており、ボールを遅くしているためです。
* 最高点で: 軌道のピーク時に、ボールは一時的に上向きに動きます。この時点では、その速度はゼロです。
* 降りてくる: ボールが落ち始めると、その速度は負になり、重力が加速するにつれて大きさが増加します。
速度と加速
* 速度: 速度はベクトルの量であり、大きさ(速度)と方向の両方を持っています。
* 上に進む: 正の速度、大きさが減少します。
* 最高点で: ゼロ速度。
* 降りてくる: 負の速度、大きさが増加します。
* 加速: 加速は、速度の変化速度です。 動き全体を通して、ボールは重力による一定の下方加速(約9.8 m/s²)を経験します。
* 上昇して、最高点で、そして降りてくる: 加速度は常に-9.8 m/s²(下向き)です。
キーポイント
* 一定の加速: 速度は方向を変化させますが、重力による加速度は一定および下向きのままです。
* 速度と加速方向: 速度と加速度は反対方向を持つことがあります。ボールが上方に動いている場合、その速度は正ですが、その加速度は負(下向き)です。
* 対称性: ボールの上向きと下向きの動きは対称です。最高の地点に上がるのに時間がかかる時間は、戻ってくるのにかかる時間と同じです。
重要な注意: この分析では、無視できる空気抵抗を想定しています。実際には、空気抵抗はボールの動きにわずかに影響を与え、降下は上昇よりもわずかに遅くなります。