速度・加速度のグラフを書く問題です。問5のやり方を教えて下さい。

物理

高校生

解決済み

約3年前

速度・加速度のグラフを書く問題です。
問5のやり方を教えて下さい。
1～4は分かりました。
お願いします。

2 花子さんは家から3.0km はなれた高校まで自転車で通っている。花子さんの弟は家から 2,0 km はなれた中学校へ歩いて通っている。右図のように、花子さんの家,中学校、高校は一直線上にある。ある日、弟は7時30分に家を出て、8時 10分に中学校に着いた。花子さんは9.0km/h の逃さで高校へ向かって、8時 10分に高校に着いた。右図のように、家の位置を原点Oとして家から高校の向きにェ触をとる(家にいるときの変位は0である)。通学中、花子さんと弟が移動する様子はそれぞれ等速直線運動とみなせるとして、次の問いに答えよ。花子さんは何時何分に家を出たか。中学校高校家 3.0km (km) 2,0km 問1 問2 弟の歩く逃さは何 km/h か。問3 花子さんが家を出るときまでに,弟は家から何km の距離を歩いていたか。問4 花子さんが弟を追い越す時刻は何時何分か。また,その位置は何 km か。時刻( ) 位置( 問5 7時30分から8時10分までの間の花子さんから見た弟の位置はどのように変化するか。下のグラフに示せ。 2.04 1.0) 時刻 8:10 17:30 7:40 7:50 8:00 (km) -2.0 花子さんから見た弟の位置

2|2物体の相対位置解答問1 7時50分間2 3.0km/h 問3 1.0 km 問4時刻 8時0分位置 1.5km 問5 解説参照解説問1 花子さんの自転車で走る速さは9.0km/hだから,家から高校までの距離30kmを進むのにかかる時間は 10 (時間) = 20 (分) 3.0 9.03.0 花子さんは8時10分に高校に着くから, 7時50分に家を出た。間2 弟は家から中学校までの距離 2.0kmを40分かけて歩いたので、弟の歩く速さは 40 [時間) 40 2.0 + = 60 40(分) 3.0 (km/h) ある。問3 花子さんが家を出るまでに, 弟は建さ3.0km/h で20分間歩いている。この間,弟の歩いた距離は 20 = 1.0 (km] 60 3,0 × 問4 花子さんが家を出る時刻をt%3D0hとして弟に追いつくのにかかった時間を[時間)とする。追いついた位置をェ[km) とすると,追い越すときは花子さんと弟の位置は同じだから『=0h のとき,弟はすでに 1O kn の位置にいて,弟の速度は 3.0 km/hである。花子さんの速度は9.0 km/h である。 1.0 .t= [時間) = 10(分) 6.0 オ=1.0+3.0 ×t=9.0 ×t よって、花子さんは8時0分に弟に追いつく。 1 エ=90 × -= 1.5 [km) 6 問5 花子さんから弟を見ると,弟は7時30分から7時50分まで速度 3.0 km/h で等速直線運動をして,7時50分には L.0 km先まで進む。さらに、弟は7時50分から8時10分まで連度(相対速度)-6.0km/h で等 D相対速度速直線運動をして,花子さんが高校に着く8時10分に弟は中学校に着き相対速度は,観測されている物体の速度y から観測者の速度、を引く。 -1.0 kmの位置にいる。よって,下図のようになる。花 2.04 UAB= - 1.0 0 7-30 時刻 810 740 750 800 -1.0 (km) -2.0- 等速直線運動での相対位置の変化の求め方日 2物体が等速直線運動をするとき, 相対速度も一定になるので, 以下の関係が成り立つ。 (相対的変位) (相対速度)×(時間) = 花子さんから見た第の位置

回答

✨ ベストアンサー ✨

たこ焼き

約3年前

解答みたいに難しく考えないでも解けますよ。

まず、聞かれているのは花子さんからみた弟の位置。
花子さんも弟も8時10分に目的地についているから、
8時10分に花子さんから弟をみると、弟は－1.0kmの位置にいることになりますよね？
　※花子さんは+3.0kmの位置の高校に、弟は+2.0kmの中学校にいます。
また、問4より8時には弟と花子さんは同じ位置にいるから、8時のときには花子さんからみた弟の位置は0[km]
また、弟は7時30分に家を出て3.0km/hで進んでいますが、花子さんは7時50分に家を出ます(問1)
ということは、7時30分から7時50分までは、花子さんからみた弟の位置は、+3.0km/hで増えていきますよね？
すなわち、7時30分から7時50分までは、花子さんからみた弟の位置は1時間あたり+3.0kmずつ増えていきます。
ということは、7時50分の時点(20分間)では、花子さんからみた弟の位置は
　60分:+3.0km=20分:◻️km　◻️=+1.0[km]の位置になります。

ということで、グラフに3つの点がとれました。
後はどのようにこの点をつなぐのか(直線なのか、曲線なのか)。
　7時30分から7時50分までは、
　花子さんからみた弟の位置は、+3.0km/hで増えていく、すなわち、一定の距離ずつ変化していくから(等速)、直線。
　7時50分から8時10分までは、花子さんは+9.0km/h、弟は+3.0km/h
　　すなわち、2人が進む距離は1時間あたり6.0[km]の差(弟の方が6.0km/h遅い)が出てきます。
　すなわち、花子さんからみた弟の位置は、－6.0km/h、すなわち、一定の距離ずつ変化していくから(等速)、直線。

以上より、
　7時30分から7時50分までは、花子さんからみた弟の位置は、0[km]から+1.0[km]まで直線繋ぎ、
　7時50分から8時10分までは、花子さんからみた弟の位置は、+1.0[km]から－1.0[km]まで直線繋げはよい。

分からなければ質問してください
　