電車の加速と減速

シミュレーションのリンク

電車が一直線のレールの上を、一定の加速度で動くときの運動（等加速度直線運動）を扱います。出発時の速さを0とすると、時間 \( t \) [s] が経ったときの速さ \( v \) [m/s] は、加速度 \( a \) [m/s²] を用いて次のように表せます。

\[ v = at \]

横軸に時間 \( t \)、縦軸に速さ \( v \) をとった v-t 図では、この運動は原点を通る直線になり、直線の傾きが加速度 \( a \) に等しくなります。

加速度が正（\( a > 0 \)）のとき、速さは増え続けます（加速）。v-t 図は右上がりになります。
加速度が負（\( a < 0 \)）のとき、速さは減っていきます（減速）。v-t 図は右下がりになります。
電車は後退しないものとし、減速して速さが 0 になったあとは停止して、速さ 0 のままです。停止中に加速度を 0 以下にしても動き出しません。加速度を正にすると、再び加速します。

画面の上半分に電車の動きを表示します。左が負の向き、右が正の向きです。電車は画面中央に固定され、線路・枕木・距離標（出発点を 0 m とした位置）が左へ流れることで右向きの移動を表します。画面端に到達して折り返すことはありません。
画面の下半分に v-t 図を表示します。再生中は 0.1 秒ごとに点が追加され、軌跡が伸びていきます。
電車の動きの上に、現在の速さ・経過時間・加速度を数値で表示します。