運動とは
転がったり落ちたり、時間とともにものの場所が変わっていくことを物理では「運動」といいます。運動がどのように行われているかを示す３つの要素が、位置、速度、加速度です。コース上を転がるボールは重力の影響を受けながら、位置や速度、加速度が変化しています。「加速度」とは、単位時間あたりに変化する速度の割合のことです。
ニュートンの運動の三法則
イギリスの物理学者アイザック・ニュートンは、1687年、物理学の基礎となる大原則「運動の三法則」を発表しました。
・第１法則「慣性の法則」…物体は力が加わらないかぎり、一定の速度でまっすぐ動き続ける（等速直線運動）か、静止したまま動かない。（図１）
・第２法則「運動の法則」…物体に力が加わると、力の向きに加速度を生じさせる。加速度の大きさは力に比例し、物体の質量に反比例する。
・第３法則「作用・反作用の法則」…ある物体が別の物体に対して力を加える（作用）と、力を加えられた物体は力を加えた物体に対して同じ大きさの力を逆向きに加える（反作用）。
位置エネルギーと運動エネルギー
高い位置にある物体がもっているエネルギーを「位置エネルギー」、運動している物体がもっているエネルギーを「運動エネルギー」といいます。位置エネルギーと運動エネルギーは互いに変換されますが、その合計である「力学的エネルギー」は一定です。これを「力学的エネルギーの保存の法則」といいます。（図２）