1. 崖の上から物体を落とした。3秒後に地面に衝突することが確認された。衝突直前の速度を求めよ。重力加速度は10 m/s²とする。水の抵抗は無視する。
既知:
初速度 (v o ) = 0 (物体が落下した時)
時間間隔(t)=3秒
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
求めるもの:最終速度(v t )
解決策:
地球表面における重力加速度の大きさは 9.8 m/s 2です。計算を容易にするために、10 m/s 2を使用します。
10 m/s²または10 m/s / 1 秒とは、速度が毎秒 10 m/s ずつ時間とともに直線的に増加することを意味します。
1秒後、物体の速度は10m/sとなる。
2秒後、物体の速度は20m/sとなる。
3秒後、物体の速度は30m/sになります。
一定加速度での運動についても、以下に示すように運動方程式を用いることができます。
v t = v o + at
s = v o t + ½ at 2
v t 2 = v o 2 + 2 as
自由落下には初速度がないため(v o = 0)、上記の式は以下のように変更できます。
自由落下運動の式:
v t = gt ………… 1
h = ½ gt 2 ………… 2
v t 2 = 2 gh ………….. 3
v t = gt
v t = (10)(3)
v t = 30 m/s
最終速度は30m/sです
[irp]
2. 物体が高さ 25 m から静止状態から自由落下する。(a) 地面に衝突する速度、(b) 地面に到達するまでの時間を求めよ。
地球表面における重力加速度は 10 m/s 2です。
既知:
高さ (h) = 5 メートル
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
求む:
(a)最終速度(v t)
(b)時間間隔(t)
解決策:
自由落下の式:
v t = gt
h = ½ gt 2
v t 2 = 2 gh
(a)最終速度(v t )
v t 2 = 2 gh = 2(10)(5) = 100
v t = 10 m/s
(b)時間間隔(t)
h = ½ gt 2
5 = ½ (10) t 2
5 = 5 t 2
t 2 = 5/5 = 1
t = 1秒
[irp]
3. ボールを高いところから落とした。最終速度が 20 m/s の場合、(a) 加速度、(b) 3 秒後の距離、(c) 空中滞在時間を求めよ。重力加速度 = 10 m/ s²
既知:
重力加速度 (g) = 10 m/ s²
求む:
(a)加速度(a)
(b)経過時間(t)=3秒の場合の距離または高さ(h)
(c) 時間間隔 (t) v t = 20 m/sの場合
解決策:
自由落下の式:
v t = gt
h = ½ gt 2
v t 2 = 2 gh
(a)加速度(a)
加速度=重力加速度=10 m/s² 。これは、速度が毎秒10 m/sずつ増加することを意味します。
(b)t = 3秒後の距離または高さ(h)
h = ½ gt 2 = ½ (10)(3) 2 = (5)(9) = 45メートル
(c) 経過時間 (t) v t = 20 m/sの場合
v t = gt
20 = (10) t
t = 20 / 10 = 2秒
[irp]
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車Aは毎秒10メートルの一定速度で走行します。つまり、車Aは1秒間に10メートル進みます。2秒後、車Aは20メートル進みます。
距離 = 4メートル + 3メートル = 7メートル
解決策
F







解決策
解決策
解決策
解決策