物理を勉強する前に～力学編第4弾(物体の投射運動について)～

みなさん、いよいよ夏休みですね‼

何をしようかわくわくしている方も多いのではないでしょうか？

そして宿題がたくさん出されたのではないでしょうか？

長い夏休みだからこそ計画的に進めましょうね‼

さて、先日各地で高校野球の予選が始まりましたね。

今回は野球にちなんで「物体の投射運動」を一緒に勉強しましょう。

物体の投射運動は簡単に言うと物体を投げる運動のことです。

今までは横の移動や縦の運動と方向は一つだけ考えればよかったのですが、

この投射運動は縦方向、横方向両方の力のはたらく向きを考えなければなりません。

いくつか例を挙げながら説明しますね。

ドッジボールや野球のピッチャーが投げるボールのように、

地面とほぼ平行にボールを投げたとしましょう。下の図のようなイメージです。

さてさくらっこくん、

この投げたボールはこの後どういう動きをしますか？

そう、前に進んで地面に落下しますね。

ではどうしてこのような動きをするのでしょうか？

それを考える際に縦方向、横方向でそれぞれ運動を考えなければなりません。

図のように縦方向、横方向で働く力は異なり、運動の種類も異なります。

横方向はボールが同じ速度でずっと前に進もうとするのですが、

縦方向は重力が働くので下に落下する運動になります。

その結果、前に進みながら落下するので地面に向かって進むようになります。

この運動のことを「水平投射」と言います。

今度は斜め上に投げる運動です。

陸上競技ではやり投げや砲丸投げ、ハンマー投げがこの運動になります。

身近なところでは、

スポーツテストのソフトボール投げやハンドボール投げがこれに該当します。

これらの競技は遠くへ投げれば投げるほど良いのですが、

さくらっこくん、ボールを遠くへ投げるには何が大事になってくるでしょうか？

これは難しかったかな？

ボールを遠くへ投げるためには以下のことが大事になります。

①ボールを投げる速度

②ボールを投げる角度

ではなぜこの2つが大事なのでしょうか？下の図を見ながら説明しましょう。

この斜め上に投げる運動は以前ブログで紹介した、

「鉛直投げ上げ運動」と「ボールが前に進む運動」を組み合わせたもので、

「斜方投射」といいます。

以前のブログはコチラ

図のようにさくらっこくんが斜め上にボールを投げた時、

ボールは前に進もうとする運動と上に行こうとする運動をします。

しかし、縦方向には常に重力が働くので、ボールは縦方向の速度を失っていきます。

そしてある高さに行くと上向きの速度は0になります。

ここからボールは下に落下していきます。

ボールが落下し始めると重力によって下向きの速度が大きくなります。

そうなるとボールは上には行こうとせず、ただ落下するだけになります。

そして、地面に落下します。

しかし地面に落下するまではボールは前にずっと進もうとします。

ボールの速度が大きいほどボールは前に大きく進むので、

ボールの投げる速度は大事になります。

そしてボールを投げる角度ですが、下の図を見て下さい。

このようにボールの角度によっても距離の伸びは変わってきます。

スポーツテストで距離を出すには、

投げるボールの速度と角度が大事なので練習するときには意識してみて下さい。

これでさくらっこくんもスポーツテストでいい記録が出せるかな？

今回は物体を投げる投射運動についてお話ししました。

この運動はスポーツに大きく関係する運動だと思っていただけたら嬉しいです。

物理はみなさんの身の回りの物事に大きく関係するものなので、

いろいろなことを思い浮かべながら勉強してくださいね‼