Question

ちゃむ

物理の問題です。答えは②です。このような問題に出会ったことがなく、解き方や考え方もわかりません。高校の物理は履修していないのでもしその範囲だったら基礎から教えて欲しいです。🙇🏻‍♀️

[21] 次の図のように、同じ長さのレールを使って装置 A~Cを作った。 このレール上で、大きさ.
ルに達するまでの小球の運動を観察した。 小球をはなしてからゴールに到着するまでの時間
質量・材質が同じ小球 a ~ c を､ 基準面から30cmの高さより静かにはなし、基準面上のゴー
についての記述として最も適切なものを、後の①~④のうちから選びなさい。
ただし、斜面と水平面の角度はすべて同じで、なめらかにつながっていて、 小球とレール
面との間の摩擦力や空気の抵抗は無視できるものとする。 また、 水平面f と水平面gの長さ
の和と水平面d、水平面eの長さは、それぞれ等しいものとする。解答番号は21
30cm
30cm
30cm
小球 a
基準面
小球 b
基準面
小球c
基準面
20cm
水平面f
20cm
装置 A
10cm
水平面 d
装置 B
水平面e
装置 C
- 16-
水平面 g
10cm
① 3つの装置の小球は、 同じ時間でゴールに到着する。
② 装置Aの小球 a が､ 一番短い時間でゴールに到着する。
③ 装置Bの小球b が、 一番短い時間でゴールに到着する。
④ 装置Cの小球c が､ 一番短い時間でゴールに到着する。
ゴール
ゴール
ゴール

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

きらうる

教採試験の問題ならば、中学レベルで十分です。
水平面の高さがポイントになります。
すべて同じ高さがラ小球を落としているので、ゴールについたときの速さはすべて同じですが、水平面d、e、f,gを通過しているときの速さはどれが一番速いでしょうか。
それは、同じ高さなら同じ速さになる、位置エネルギーと運動エネルギーとの関係にあります。
水平面dと水平面eでは、落下した距離がdの方が大きいため、dの方が速くなります。
速さが速いということは、水平面を通過する時間が短いことになります。
つまり、水平面を通過する時間が最も短いのは、通過するときの速さが最も早い水平面dということになります。

ジェットコースターで考えてみても良いかもしれません。
斜面が短い→水平面→斜面が短い　というジェットコースターと
斜面が長い→水平面　というジェットコースターでは
どちらの方が速さがおおきいでしょうか。
当然後者になりますね。
速さが速ければ、時間的には速く着くというのも常識的に考えれば当たり前のことなので、②が正解になります、

ちゃむ

ありがとうございます!わかりました🙇🏻‍♀️