# 単純な物理 ゲームでよく使われそうな物理を練習しましょう。以下の処理は、Unity の Rigidbody を対応してくれる処理である。 ## 移動、速度、加速度 ### 移動と速度の関係性 次の状況を考えてみてください：あるキャラクターは2D空間の位置「***p = (px, py)***」にいる。このキャラクターは定めた時間「***Δt***」をかけて、ある目的地「***q = (qx, qy)***」に到着させたい。 ![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/GDhimage.png) この場合は、移動に必要な速度「***v = (vx, vy)***」を求めることができる：
![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/aFOimage.png)
始点「***p***」から終点「***q***」までの距離（と向き）を到着までの必要な時間で割ると、速度「***v***」を求める。それでは、始点「***p***」と速度「***v***」があれば、定めた時間「***t***」の後に、どこにいるか知りたいなら：
![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/pZMimage.png)
Unityでは、フレーム間の時間を「`Time.deltaTime`」で取得できるので、移動を計算したいなら： ```c# // 始点（現在の位置） Vector3 p = transform.position; // vは「Vector3」型の速度（量と向き） Vector3 q = p + v * Time.deltaTime; // 位置を更新 transform.position = q; ``` #### 練習 シーンに何かの3Dオブジェクトを追加。スペースキーを押したら、一定速度で移動する。キーを放したら、速度を0にする。速度を Inspectorで設定できるようにしてください。
TestVelocityのスクリプト ```c# // 物理の練習：一定速度で移動 public class TestVelocity : MonoBehaviour { // 速度ベクトル（量＋向き） [SerializeField] private Vector3 velocity; void Update() { // まず、速度はゼロにする Vector3 v = Vector3.zero; // 何かのキーを押したら if (Input.GetKey(KeyCode.Space)) v = velocity; // 速度を書き換える // 物理演算を使って、移動する Vector3 p = transform.position; // 移動の式 Vector3 q = p + v * Time.deltaTime; // 位置更新 transform.position = q; } } ```
### 加速度 速度は「時間単位当たりの物体の**位置**の変化量」であるとしたら、加速度は「時間単位当たりの物体の**速度**の変化量」である（速度の速度）。つまり：
![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/e5zimage.png)
速度「***v***」は、初期速度「***v0***」に加速度「***a***」と加速した時間「***Δt***」の乗算を足す。Unityで実装するなら： ```c# // 内部の速度ベクトル private Vector3 velocity; private void Update() { // 初期速度 Vector3 v0 = velocity; // 新しい速度を計算 Vector3 v = v0 + a * Time.deltaTime // 次のフレームの初期速度を更新 velocity = v; } ``` 練習 加速度を試せる TestAccel のスクリプトを作成してください。「A」キーを押したら一定加速度で移動する。「S」キーを押すと一定速度で減速する。速度が0以下にならないようにする。なお、加速度を Inspectorで設定できるようにしてください。
TestAccelのスクリプト ```c# // 物理の練習：加速度 public class TestAccel : MonoBehaviour { [SerializeField] Vector3 acceleration; // 加速度ベクトル（量＋向き） Vector3 velocity; // 速度（内部） void Update() { // まずは、速度を更新 Vector3 a = Vector3.zero; // 加速なし // 「a」を押したら、加速 if (Input.GetKey(KeyCode.A)) a = acceleration; // 「s」を押したら、減速 else if (Input.GetKey(KeyCode.S)) a = -acceleration; // 現在の速度 velocity = velocity + a * Time.deltaTime; // 位置を更新（移動） Vector3 p = transform.position; Vector3 q = p + velocity * Time.deltaTime; transform.position = q; } } ```
## 重力 重力は下に向かう加速度ベクトルである。地球の場合は、おおよそ 9.81 m/s2 である。 ```c# // 重力ベクトル Vector3 gravity = new Vector3(0, -9.81f, 0); ``` #### 練習 ボールを投げるスクリプト「ThrowBall」を作成する。Inspectorでボールに初期速度を設定し、斜め上に投げ、重力で落とす。無限に落ちないように、Y軸の位置は０以下にならないようにする。
[![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/2TNimage.png)](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/2TNimage.png)***v0*** の初期速度にてボールを投げる。 ***g*** 重力の加速度であり、時間により落下してくる。
ThrowBall スクリプト ```c# // ボールを投げ、重力で落とす public class ThrowBall : MonoBehaviour { // ボールの初期速度 [SerializeField] private Vector3 velocity; private void Update() { // 重力による加速度を使い、速度を更新 Vector3 gravity = new Vector3(0, -9.81f, 0); velocity += gravity * Time.deltaTime; // 位置を更新 var position = transform.position; position += velocity * Time.deltaTime; // 高さが0以下にならないようにする position.y = Mathf.Max(0, position.y); transform.position = position; } } ```
## 質量、力と加速度の関係性 すべての物体は「質量」があり、重ければ重いほど動かすのは力が必要。従って、物体の加速度は、物体の重さ（質量）と力に依存する。その関係性以下の通りである：
![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/C3Timage.png)
ここで、「***a***」は加速度であり、「***f***」は力、「***m***」は質量である。これは「`Rigidbody.AddForce`」の処理である。 #### 練習 ThrowBall を更新し、ボールに質量を与え、キーを押したら力を与える。力のベクトルと質量をInspectorで変えられるようにする。
![image.png](https://class.illogic.games/uploads/images/gallery/2026-06/scaled-1680-/MZSimage.png)***m*** はボールの質量である。 ***f*** は投げる力である。 ***g*** 重力の加速度であり、時間により落下してくる。
ThrowBall スクリプト ```c# // ボールを投げ、重力で落とす public class ThrowBall : MonoBehaviour { // ボールの質量 [SerializeField] private float mass; // 投げる力 [SerializeField] private Vector3 force; // 速度（内部） private Vector3 velocity; private void Start() { // 力と質量から加速度を計算 Vector3 a = force / mass; // 加速度は時間をかけて速度を変える // 投げる時間を 0.5秒にしましょう velocity = a * 0.5f; } private void Update() { // 重力による加速度を使い、速度を更新 Vector3 gravity = new Vector3(0, -9.81f, 0); velocity += gravity * Time.deltaTime; // 位置を更新 var position = transform.position; position += velocity * Time.deltaTime; // 高さが0以下にならないようにする position.y = Mathf.Max(0, position.y); transform.position = position; } } ```