Question

り

物理の問題です。(2)の問題ですが、解答の図1でなぜエサの軌跡が横10mのところで高さが15mになるのか分かりません。教えて下さい。

53. 動いている物体からの投射 地上から20.0m
の高さで,ツバメがエサをくわえて, 10m/sの速さ
で水平に直線的に飛んでいる。 このツバメは, ある
時刻でエサを落としてしまったが,そのまま飛び続
けた。エサを落としてから 1.5s 後, ツバメはエサ
をとりもどすため飛ぶ方向を変え, 一定の速さで直
線的に下降し, 地上から40cmの高さで, 再びエサ
一エサを落とす瞬間の位置
といったとして
をくわえることに成功した。 ツバメから見て、エサは初速度0で落ちていったとして、
次の各問に答えよ。 ただし, エサにはたらく空気抵抗の影響は無視できるものとし、 重
力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。 また, 図の1目盛りは5.0mである。
(1) エサを落としてから, ツバメが再びエサをくわえるまでの時間を求めよ。
(2) エサを落としてから, ツバメが再びエサをくわえるまでの、地上から見たツバメと
エサの軌跡の概形をそれぞれ図に描け。
(3) ツバメが最初飛んでいた向きと下降した向きとのなす角を0とするとき, tan 母の
値を求めよ。
(21. 奈良女子大 改)

53. 動いている物体からの投射
解答 (1) 2.0s (2) 解説を参照 (3) 3.9
指針
地面から見たエサの運動は,速さ 10m/sの水平投射と同じ運
動である。地面から見ると, 水平投射された物体は,水平方向には等速
直線運動,鉛直方向には自由落下と同じ運動をする。
■解説 (1) ツバメは地上から 20.0mの高さで落としたエサを,地上
から40cmの位置で再びくわえている。 したがって, エサの鉛直方向
に落下した距離は, 20.0-0.40=19.6mである。 地面から見ると, エ
サは水平投射されているので,エサの鉛直方向の運動は,自由落下と
同じである。求める時間をt[s] とすると,「y=1/12gt2」から、
19.6=
6=1/2x
×9.8xt2
t> 0 から, t=2.0s
が含まれるように
t2=4.0
t=±2.0s
ツバメの軌跡
2) 地面から見ると, エサは地上20.0mの高さから, 初速度 10m/sで
水平投射され, 2.0s 後には地上40cmの位置にある。 したがって,エ
サの軌跡は図1のような放物線になる。 ツバメは,エサを落としてか
ら1.5s間は水平に速さ10m/sで飛び続けるから, ツバメが1.5s間
に水平方向に進む距離は10×1.5=15mである。 その後, 直線的に下
降し、落下しているエサをくわえるので, 15m進んだ位置から, 2.0s 図1
エサの軌跡
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Answer 1

✨ Jawaban Terbaik ✨

でんぷん

1秒後のエサの落下は(1/2)gt ^2=4.9m
高さ20mから落下させたので、地上からの高さは
20ー4.9=15.1 有効数字2桁にすると15m