物理
高校生
2番なのですがこの問題では速度はマイナスなので変位もマイナスですよね??
なのになぜ平均の速さはマイナスではないのでしょうか??
発展3 下の図は、x軸上の原点0を初速度0[m/s]で出発した物体Aの速度vIm/s」と時刻tls」との関係を示
したグラフ(vーt図)である。以下の問いに答えなさい。
Jalbor=
Talo1-s
v[m/s]
問17速度と時間の関係を示した(a-t)グラフを書
きなさい。(0Stハ12の範囲)
縦軸の横に加速度の値を記入すること。
問2 時刻-0~4[s]の平均の速さを求めなさい。
問3 出発してから再び原点Oに戻る時刻を求めよ。
問4 t=12[s]の物体の位置(座標)を答えなさい。
問5 物体Aが原点を出発すると同時に、物体Bが初
速度4.0[m/s]で加速度が正の向きに0.50[m/s]
の等加速度運動で原点から進んだ。原点を出発
してから、t秒後に物体Aと物体Bが同じ位置(座
標)xになった。
(1) 時刻と位置(座標)xを求めよ。
(2) 時刻tにおけるAに対するBの相対速度を求め
なさい。
12
8.0
mamio
4.0
2
8
10
0
-4.0
7
発展3 解答(2) 4.0[m/s] (3)10[s] (4) 20[m] (5)20[s]、 180[m] ②-14[m/s]
a[m/s]
(2) t-0~4[s]に進んだ距離は図の面積より
x=1/2×(4+2)×4=12[m]
(3) 負に進む距離はt=0~6[s]に進んだ距離なので、
x=1/2×(6+2)×4=16[m] t36.0[s]より 16[m]正に進めばよい
ので-6s の時を初速度 vo=0、 加速度 a=D2.0[m/s?]、 ×3D16[m]
= Vot +;at? より +16=1/2×2×t2
t=4[s] t=6[s]より4秒後なので時刻はt=10[s]
(4) t=6[s]からt=12[s]までは初速度 vo=0、 加速度 a=2.0[m/s]の
等加速度直線運動なので ※t3D12[s]でないでの注意!
t=6[s]では-16[m]なので -16+36=20[m]
これが、4秒間で進むので v=3.0[m/s]
2.0
0
tis]
t2=16 t>0 より
-2.0
Vot + ;at? より x=1/2×2×62 、
OS
x=36[m]
X =
【別解】グラフの面積より、 x%3D-16+1/2×6×12=20[m]
(5) DAは負に進んだのちに、正に進み、 Bはずっと正に進んでいる。 そのため、 最初Bが先に進んでいて、 やがて、 Aが
追いつく
A はt=6s のときx=-16m の位置にいて、ここから初速度 vo%=0[m/s]a=+2.0[m/s]で進む
B 初速度 vo=+4.0[m/s]、a3+0.50[m/s]
Aの位置(t>6) XA=0+1/2×2× (t -
XA=XBより t2- 12t + 36
6)2-16
0.25t2+4t
3t2-64t + 80=0 (3t-4)(t-20)3D0 t>6より t=20[s]
Bの位置 xB= 4t + 1/2×0.5xt230.25t2+4t
16 =
XBより=0.25×202 + 4×20=100+80=180[m]
の時刻t=20[s]の時の A、 B の速度は t>6 以降では vA= 0 + 2×(t-6)3D28[m/s VB=+4.0 + 0.5×20=14[m/s]
VAB=VB-VA=+14-(+28)=-14m/s
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