物理
高校生
(1)の考え方を教えてください!
2枚目は解説なんですが、58.8mの高さで小球を落としたのになぜグラフは58.8よりも高いところまで続くのですか?
4 次の 【A】, 【B】 の各問いに答えよ。 思考・判断・表現
【A】 4.9m/s の一定の速さで鉛直に上昇しつつある気球から,
静かに小球を落とした。 小球を落とした点の高さは地上から
58.8mの所であった。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2 とする。
(1) 地上で静止している人から見ると, 物体はどのような
運動をしているか。 適切な運動を ① ~ ⑤ から記号で選べ。
① 自由落下 ② 鉛直投げ下ろし ③ 鉛直投げ上げ
④ 水平投射 ⑤ 斜方投射
(2) 地上で静止している人から見た, 投射直後の小球の速度を求めよ。
ただし, 向きは上向きまたは下向きで答えよ。
(3) 小球が地上に達するまでの時間ts] を求めよ。
Q
↑
4.9m/s
58.8 m
1 【A】 脂釦 気球に対する相対速度が0の状態で小球は運動を開始する。 落とした点を
原点とし,初速度の向きである鉛直上向きをy軸の正の向きとすると,
初速度 vo=4.9 m/s, 加速度 a = -9.8m/s2 の等加速度直線運動となる。
このとき地面の座標は原点より下方 (負) なのでy=-58.8m となる。 小球は
一度上昇してから最高点で折り返し,地面へ落下するが, この間を通して
加速度が -9.8m/s2 なので, 運動開始から落下まで通して等加速度直線運動
の式を立てる。
(1)(2) 地上で静止している観測者から見ると,
小球は気球と一緒に速さ 4.9m/s で鉛直上向きに
上昇しているように見える。
すなわち, 上向きに速さ 4.9 m/s で
鉛直投げ上げ運動しているように見える。
(3) 鉛直投げ上げ運動の式「y=uot-1/2gt2」
これに与えられた数値を代入すると
-58.8=4.9t-1/2×9.8t2
両辺を 4.9 でわって, t について整理して
t2-t-12=0
因数分解して
(t-4)(t+3)=0
t>0であるから t=4.0s
4.9m/s
58.8 m
y
-9.8
m/s2
y=-58.8
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