Question

みゆ．

至急お願いします！🙏

前提として、この範囲の図を自分で描く必要がある問題が苦手です。どういう図にすればいいかや、値をどの矢印にいれればいいかが分かりません

(１)へさきを90°にしても、合成されたら斜めになるので、垂直じゃなくて距離長くなりませんか？
私は、合成された結果90°になればよいと思ってしまいます

(２)解答の図を書くにあたって、どういう風に考えればよいか順番に丁寧に教えてほしいです。

よろしくお願いします🙏
　

●=上位科目「物理」の内容を含む問題
応用問題
*19. 速度の合成● 静水上を 2.0m/sの速さで進むことのでき
る船が、一定の川幅 72m, 流速1.2m/sの川を渡るために手前の
岸から向こう側の岸へ向かってこぎ出した。図のように, 川の流
れの向きと船のへさきとのなす角を0とする。
(1) 向こう側の岸へ到着するまでの時間を最も短くしたい。 船のへさきを向けるべき角
0の値と,到着するまでの時間 [s] を求めよ。
(2) 船のへさきを @=60° の向きに向けて進むとき,船の進む速さ»[m/s] と, 向こう
側の岸へ到着するまでの時間 t2[s] を求めよ。
1.2m/s
>4,5.6,7
19.(2) 静水中での船の速度を2方向に分解して考える。川の流れの方向の速度成分を求めて
から,合成速度を求める。
ヒント

8 第1章 運動の表し方
のここがポイント
19
(1) 川の流れに対し垂直な方向の速さが最大になるようにすればよい。
(1) 静水中の船の速度をひゅ, 川の流れの速度をDとする
と、船の速度むは ひゅ と びの合成速度となり、
ひ=Dゅ+U である。
川を垂直に横切る速さ(岸に対して垂直な速さ)が最大
のとき、向こう岸への到着時間が最小となる。 そのた
めには、船のヘさきを川の流れに垂直にすればよい
(図a)。よって, 0=90°
また、川を渡る時間も(s) は, 72mの幅の川を向こう岸方向へは 2.0m/s
D川
図a
72
の速さで進むから ム=
=36s
2.0
(2) 図bより、vは びゅの大きさ Uゅ=2.0m/s,
D』の大きさ ひ=1.2m/s を用いて
=(De COs 60°+び)?+(D»sin60°)?
(2.0m/s)
2.0×3
2
2)
60
D川(1.2m/s)
<20x
=(1.0+1.2)?+(V3)?=7.84
となるから ひ=/7.84=2.8m/s
船の,岸に対して垂直な速さは
3
図b
「784
I 7.84 =
V 100
Up Sin60°=2.0×-
2
-=/3 m/s
2×7
100
であるから,72m進むのにかかる時間は
2*×7」
ー=2.8
10
72
= =24/3 =24×1.73=42s
V3
ここがポイント
a-t図が与えられた場合, u-t図を新たにかくと考えやすい。
20
(1) 問題の図1の水平方向の加加速
度一時間のグラフ (a-t図) を,
速度一時間のグラフ (v-t 図)に
すると図aのようになる。 200
秒後の高度は,問題の図2の
グラフの面積より
速度
(m/s)
200
D別解 2:0m s'の等加
連度運動中に進 距離 は
0
100 200 300 400 500 600 700 時間
図a
x(100+200)×20=3.0×10°m-3.0km
より
「x= +
水平距離は図aより
x2,0×100°
;×(100+200)×200=3.0×10°m=30km
1.0×10°m
また、100 秒後の速度は
「ー+atより
-2.0×100-200m/s
100秒から200 秒までの間は
等度運動だから、 進む距離
(2) 鈴直方向の連度が初めて0になるときに最大高度となる。 問題の図2
より300 秒後に連度が初めて 0となるので、 グラフにまれた部分の画
積を求めて
x(100+300)×20=4.0×10°m=4.0km
は
(3) 図aより、700 秒後にし地点に到着するから、 求める SL の水半距離は
ー20×(200-100)
ー2.0×10m
-x(400+700)×200=1J×10'm-1.1×10°km
よって、 める水

合成速度 速度の合成 等加速直線運動