どんな問題も怖くない！運動方程式を解く「3ステップ解法」完全ガイド
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
地面を走り出した瞬間に急ブレーキがかかる台車、力をかけ続けたら物体はどう動くのか——そんな「動き」の正体を解き明かす鍵が、実は物理の中でも特に大切な「運動方程式」です。今回は、どんな問題も迷わず解けるようになる、私が考案した「3ステップ解法」をご紹介します。
迷わず解ける！3ステップ解法とは
運動方程式の使い方について、問題を通して身につくように作りました。私が考案した「3ステップ解法」を使っての説明で、物体の動きを想像しながら解いていきます。3ステップで問題が解けてしまうのがポイントです。難しい問題でも、足がかりを作れてしまえば、怖くありません。ぜひ3ステップ解法を身につけてみてください。
なおこの3ステップ解法をまとめたのがこちらの『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）です。元々は『ぶつりの123』という本を出していたのですが、それを共通テスト用にまとめなおしました。物理が苦手な方がいたらぜひ手に取ってみてくださいね。
4つの動き方を見比べてみよう
それでは3ステップ解法についてみていきましょう。まずは、こちらの動画で確認してみましょう。
問題としては4問ありますが、どれも似たような問題です。ただし、Aは物体が静止し、Bは物体が等速で動き、Cは物体が加速、Dは物体が減速しているというものです。同じように見える台車の動きでも、これだけのバリエーションが隠れているのですね。
１ 力を描いて、２ 運動を分類する ３ 式を作る
こんな問題を考える場合には、3ステップ解法の出番です。まずは力を全て描いて、次に運動を分類して、運動の様子から運動方程式や力のつり合いを選んで式を作っていくと、解けてしまいます。
例えばDは減速をしているので、これについては運動方程式を立てるという感じです。「動いているか、止まっているか」だけでなく「速さが変わっているかどうか」に注目すると、どの公式を使えばいいのかが自然と見えてきます。
こう考えると、上の4つの問題は次のように分類できます。
いかがでしたか？落ち着いて解くことが肝心ですね。プリントも下記で用意したのでご覧ください。なおこのようなステップを分解して解く問題集が中学にはあまりみられず、それについて監修しました。それがこちらの『高校入試 分解問題集 理科』（学研）です。難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。もしよかったら手に取ってみてくださいね。
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・練習問題 |
台車に力を加え続けると、どんな運動になるのか？運動方程式の使い方について学べます。 |
・プリント（運動方程式） ・プリント（問題） |
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