道のりと変位について。

単位時間当たりに変化した換算距離だとすれば速度になるというのは、みはじの関係でしょうか？教えていただけないでしょうか？すみません。以下のURLです。
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/11797598.html

No.3 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/08/04 11:35

なぜ、（x2ーx 1)/（t2ーt１)は必ずしも速度一定ではないのでしょうか？教えていただけないでしょうか？すみません。

＞＞＞

まず補足から
3次元空間とか2次元平面において、位置ベクトル→r1と→r2を考えます（以降ベクトルの矢印は省略）
時刻t1にr1で示される位置にあった物体が（点R1(r1)にあった物体が）
時刻t2にr2で示される位置（点R2(r2))に移ったとするとき
位置ベクトルの差　r2-r1が変位です（・・・変位ベクトルという呼び方もあります）
もしｘ軸上の運動に限定するなら　文字rをxに置き換えることもできるので
変位はx2-x1と書き直すことができます


さて、世の中を見渡してみると様々なものがくねくねと複雑な運動をしていますよね。
たとえ直線上を運動しているものであっても
自動車・自転車は赤信号のたびに停止しますし
電車も駅があるたびに停車します
台風は日本付近に近づくとスピードを上げます
・・・
というようにむしろ（常に）等速直線運動しているものを見つけることのほうが難しいのです
そのような速度が一定でない様々な直線上の運動について
初めの時刻(t1）での位置x1と終わりの時刻(t2)での位置x2だけに着目して
その差を取ったものが先程説明したように変位なのです
で、変位を所要時間で割ったものを平均の速度と呼びます！
ですから、直線状を運動する物体について
速度の変化の様子が全くつかめないが刻々と変わっていることが想像される物体の変位は　等速であろうとなかろうとx2-x1
これを所要時間で割った　x2-x1/t2-t1は平均速度　ということなのですが
x2-x1は等速運動かどうかわからない物体の変位なのだから
x2-x1/t2-t1も等速運動かどうかわからない物体の平均速度ということになり、「必ずしも速度一定でない」と表現したのです

（ただし　速度が一定の場合の直線運動でも変位はx2-x1と表せますから
速度一定の場合の平均速度も　x2-x1/t2-t1で表すことができます
なお、速度一定の場合に限って　瞬間の速度＝平均の速度が成り立つので
この場合に限って、x2-x1/t2-t1は瞬間の速度でもあります）

No.2 回答者： masterkoto 回答日時： 2020/08/03 22:52

みはじの関係が使えるのは等速直線運動の問いだけです

リンク先の回答者はざっくりと教えてくれているようですが
変位とは位置の変化量（位置の変化分）のことでこれはベクトル量、
道のりとは道に沿って沿って進んだ距離のことでこれはスカラー量です（単純に距離というわけでもありません）

一般に運動の様子は曲線的ですから上のような捉え方が標準的ですが
もし運動の軌跡が一直線上であるならば、速度の向きが一定とは限らないので　物体は直線状を行ったり来たりする可能性があるから
変位は　最終到達位置ー最初の位置（ただしベクトル量なので　向きも考えます）
道のりは　直線状を動いた総距離（向きは不問）ということになります
（変位の大きさ≠道のり）

もしも、運動の様子が一直線上でかつ速度の向きが変わらないのであれば　運動する物体は同じ位置を2度通過することがないので
変位の大きさ=最終到達位置ー最初の位置＝道のり
となります
しかしながら、運動の様子が等速でないなら　瞬間瞬間の速さが変わるのでみはじ　は適用できません

なお、私の読み込み不足かもしれませんが、リンク先の回答者の方がなぜ単位時間に触れているのか私にはわかりかねます
変位とは話を簡単にするためにx軸上の運動に限定して説明すると
時刻t1に物体が位置x1にあり、時刻t2には位置x2に移ったとするとき
x2-x1(位置の差）のことを
t1からt2の間の変位と言います

で、(x2-x1)/(t2-t1)を平均の速度と言います
この運動は必ずしも速度一定とは限定されないのですが、
速度が一定という時に限って(x2-x1)は道のり、t2-t1は（所要）時間を意味するので
(x2-x1)/(t2-t1)＝平均の速度⇔み/じ＝は
となり「みはじ」の関係となります！

この回答へのお礼

なぜ、（x2ーx 1)/（t2ーt１)は必ずしも速度一定ではないのでしょうか？教えていただけないでしょうか？すみません。

お礼日時：2020/08/04 03:40

No.1 回答者： finalbento 回答日時： 2020/08/03 22:42

みはじの関係なんか覚えていてはダメです。

なぜかと言うと、分からなくても答えが出てしまうからです。


速度とは質問文にも少し出て来た「単位時間に進む距離」です。これさえ分かっていれば、みはじの関係なんて自動的に出て来ます。