斜面(しゃめん)を下(くだ)る運動(うんどう)

斜面(しゃめん)の上(うえ)にある台車(だいしゃ)には、重力(じゅうりょく)がはたらいている。台車(だいしゃ)にはたらく重力(じゅうりょく)は、斜面(しゃめん)に平行(へいこう)な方向(ほうこう)を向(む)く分力(ぶんりょく)と斜面(しゃめん)に垂直(すいちょく)な方向(ほうこう)を向(む)く分力(ぶんりょく)の、2つに分(わ)けて考(かんが)えられる。垂直(すいちょく)な向(む)きの分力(ぶんりょく)は斜面(しゃめん)から受(う)け返(かえ)す力(ちから)とつり合(あ)うが、平行(へいこう)な向(む)きの分力(ぶんりょく)は打(う)ち消(け)されずに残(のこ)り、台車(だいしゃ)を斜面(しゃめん)に沿(そ)って下向(したむ)きに動(うご)かし続(つづ)ける。

斜面(しゃめん)に平行(へいこう)な分力(ぶんりょく)がはたらき続(つづ)けるため、斜面(しゃめん)を下(くだ)る台車(だいしゃ)の速(はや)さは、時間(じかん)の経過(けいか)とともに増(ふ)えていく。この速(はや)さの変化(へんか)のようすは、記録(きろく)タイマー（新しいタブで開きます）のテープで確(たし)かめられる。斜面(しゃめん)を下(くだ)るテープでは、時間(じかん)がたつほど打点(だてん)の間隔(かんかく)が広(ひろ)くなっていく。

斜面(しゃめん)の角度(かくど)が大(おお)きいほど、重力(じゅうりょく)のうち斜面(しゃめん)に平行(へいこう)な方向(ほうこう)を向(む)く分力(ぶんりょく)は大(おお)きくなり、台車(だいしゃ)の速(はや)さの増(ふ)え方(かた)も大(おお)きくなる。斜面(しゃめん)の角度(かくど)が90度(ど)になると、斜面(しゃめん)に平行(へいこう)な方向(ほうこう)は真下(ました)と同(おな)じになり、重力(じゅうりょく)がそのまま物体(ぶったい)にはたらく自由(じゆう)落下(らっか)になる。

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例題(れいだい)1：斜面(しゃめん)を下(くだ)る台車(だいしゃ)のテープを60打点(だてん)（6打点(だてん)＝0.1秒(びょう)）ごとに切(き)ると、区間(くかん)の長(なが)さが2cm、4cm、6cmと続(つづ)けて長(なが)くなっていた。この台車(だいしゃ)の速(はや)さはどうなっているといえるか。区間(くかん)が進(すす)むにつれて長(なが)さが増(ふ)えているので、速(はや)さはだんだん速(はや)くなっている。

例題(れいだい)2：2つ目(め)の区間(くかん)（0.1秒間(びょうかん)に4cm）の平均(へいきん)の速(はや)さは何(なん)cm/sか。4÷0.1＝40cm/s。

例題(れいだい)3：同(おな)じ台車(だいしゃ)を、角度(かくど)をより急(きゅう)にした斜面(しゃめん)で下(くだ)らせると、テープの区間(くかん)の長(なが)さの増(ふ)え方(かた)はどうなるか。斜面(しゃめん)に平行(へいこう)な分力(ぶんりょく)が大(おお)きくなるので、区間(くかん)の長(なが)さの増(ふ)え方(かた)は大(おお)きくなる。

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水平(すいへい)な面(めん)を一定(いってい)の力(ちから)で押(お)し続(つづ)けると物体(ぶったい)はだんだん速(はや)くなるのと同(おな)じように、斜面(しゃめん)を下(くだ)る台車(だいしゃ)にも、斜面(しゃめん)に平行(へいこう)な分力(ぶんりょく)という一定(いってい)の向(む)きの力(ちから)がはたらき続(つづ)けるため、速(はや)さが時間(じかん)とともに増(ふ)えていく。

斜面(しゃめん)の角度(かくど)が大(おお)きくなるほど、台車(だいしゃ)を斜面(しゃめん)に沿(そ)って引(ひ)く分力(ぶんりょく)の割合(わりあい)が大(おお)きくなるので、同(おな)じ時間(じかん)での速(はや)さの増(ふ)え方(かた)も大(おお)きくなる。角度(かくど)が90度(ど)では斜面(しゃめん)そのものがなくなり、物体(ぶったい)には重力(じゅうりょく)がそのままはたらくので、自由(じゆう)落下(らっか)と同(おな)じ運動(うんどう)になる。

角度(かくど)がゆるい斜面(しゃめん)ほど分力(ぶんりょく)が小(ちい)さく速(はや)さの増(ふ)え方(かた)がゆるやかなので、記録(きろく)タイマーでも観察(かんさつ)しやすい。中学校(ちゅうがっこう)では、速(はや)さが変(か)わる量(りょう)を数値(すうち)の式(しき)で求(もと)めるのではなく、テープの間隔(かんかく)の変化(へんか)や角度(かくど)との関係(かんけい)を、観察(かんさつ)と比較(ひかく)から読(よ)み取(と)る。