1. ボールが初速度 10 m/s で鉛直下向きに投げられ、2 秒後に地面に到達します。ボールが地面に衝突する直前の最終速度を求めなさい。重力加速度(g) = 10 m/s² 。水の抵抗は無視してください。
既知:
初速度 (v o ) = 10 m/s
経過時間 (t) = 2秒
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
求めるもの:最終速度(v t )
解決策:
加速度10 m/s²とは、速度が毎秒10 m/sずつ増加することを意味します。3秒後には、速度は30 m/sになります。
最終速度 = 10 m/s + 20 m/s = 30 m/s。
一定加速度運動の運動学的方程式を以下に示す。
v t = v o + at ………. 1
h = v o t + ½ at 2 ………. 2
v t 2 = v o 2 + 2 ああ……。 3
v t = v o + g t
v t = 10 + (10)(2)
v t = 10 + 20 = 30 m/s
最終速度 = v t = 30 m/s
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2. 橋の上から石を初速度 5 m/s で垂直下向きに投げると、2 秒で水面に到達した。橋の高さを計算せよ。
既知:
初速度 (v o ) = 5 m/s
経過時間 (t) = 2秒
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
求む:橋の高さ(h)
解決策:
h = v o t + ½ gt 2
h = (5)(2) + ½ (10)(2) 2
h = 10 + (5)(4)
h = 10 + 20
高さ = 30 メートル
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3. 高さ 80 メートルから初速度 10 m/s でボールを鉛直下向きに投げます。(a) 空中滞在時間、(b) ボールが地面に衝突する直前の最終速度を求めます。
既知:
高さ(h)=80メートル
初速度 (v o ) = 10 m/s
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
求む:
(a)時間間隔(t)
(b)最終速度(v t)
解決策:
(a)時間間隔(t)
最終速度:
v t 2 = v o 2 + 2 gh
v t 2 = (10) 2 + 2(10)(80) = 100 + 1600 = 1700
v t = 41 m/s
時間間隔 (t) :
v t = v o + g t
41 = 10 + (10)(t)
41 – 10 = 10 t
31 = 10 t
t = 31 / 10 = 3,1秒
(b)最終速度(v t )?
v t = 41 m/s
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