物理のエッセンスの問題で質問です。 14番

物理

高校生

解決済み

約5年前

物理のエッセンスの問題で質問です。
14番の解答で、L＝100やx＝－125などとしているのですが、どこを基準にしてるのか分かりません。列車の先頭を基準にしてるかもしれないのですが、そうだとしたら、基準が動くのって変じゃない無いですか？

16番は問題で垂直に横切ったという記述があるのに、解答では最初から斜めにすすんでるように書かれているのがよく分かりません。

2つも質問してしまい、すいません！
片方だけでもどなたか教えて下さると嬉しいです！

22 。カカ学 1m/s*e 14・長き 125 m の凶と小きな還が並んでいるに症は初速20 m/,加問度1 m/5% で夫り・ TI は状態から加度3m/9!で動き出す 28 3 ms から見て車は最大何 m 先まで苺れるか。また, 列車が車を抜きまるのに何きかかるか。】胡が委方向に10m/s のasで2水平之る列車がら見ると生は外線から 30" 傾いていた。列車の連きゎはいくぐらか (物理)。の垢パW示 1作・帆20 m の川があり , 水の速さは3 me 如きで進める船で岸に垂直に横切った

14 列車から見た車の相対加下鹿は 18ニー2 頂/3 列車から見た車の運動はリターンカ型の等加可度運動となる。最も離れたときは, 相対速度が 0 になるときだから

0一20*ニ2x(一7 /テ100m で 20 m/s は相対初速度 20一0) という観点で用いている。列車の先端を原点としでいるので抜き去るときの車の位置はメニー125 である< ー125=20/+す二X(のだ 7王25s (⑰ー25)(?+5)=0 15 右図よりッー10 tan 30* _10 _10Y8 9 5.77 m/s, 5.8 m/s このように数値を扱う問題では, 答えは小数に直しておく。2 けたないし3けたでよい。一方, 文字式の計算では無理数はそのままにしておく。 16 船の速度と川の速川3 度を合成した速度(点線矢印)が右のように般岸に垂直になればよい。 8 3つの矢印は直角三角岩形をなし, 合成速度は 4m/s となる。よって, 求める時間は 20=4=5秒

力学相対速度

回答

✨ ベストアンサー ✨

ぴよこ🐣

約5年前

14番は列車の最初の状態では先頭と車の先頭が同じ位置にあるので、列車の先頭を観測地点としています。
基準が動くのがおかしくないか、という所ですが基準点をどこにとっても別に問題ない、というしか説明できないです。
すいません。等加速度運動している座標系を取った方がこの場合は計算が楽になる、というしかちょっと説明できないです。
16番は、もし仮に川の水が止まっていたらこの船は5m/sで進むけれども、川の水が流れているのでこの船は川の流れに逆らう向きに進めて、川の流れと合成して結果、垂直に進んだ場合を考えています。(川上に向かって斜めに進んでも、水が川下に流れているので、結果として垂直に進む)
説明不足かもしれませんが、こんな説明でいかがでしょうか？

ゲスト約5年前

回答ありがとうございます！川の流れの方はスッキリしました！基準点が動くのが問題ないというのは、相対速度や相対加速度を考えてるからこそという解釈でもよろしいでしょうか？

ぴよこ🐣 約5年前

基準点は、観測者から見て静止していようが等速だろうが、等加速度だろうがどこに置いても物理法則は成り立ちます。
だから、問題を特く時に(この問題についてだけではなく、バネの問題とか、球の衝突とか)どこを基準点に置いて、運動方程式をたてたり、物体の加速度運動の問題を解く時に簡単に答えが出る座標系を適切に決めるかが重要です。
この問題は、列車からみて車の距離を求める問題なので、座標を列車の先頭と置けば、そこで表される距離xはそのまま知りたい答えなので、1番簡単に回答が出ると分かるからです。人間の立っている位置を座標系に置くと、列車が人間から見た時の距離を時間で表した後で、車の人間からの位置を出し、その後車と人間の距離と列車の人間との距離を引き算しなければ、求められている答えが出ないので不便だし、さらに車と列車の距離を知りたいのに、なんで間に関係ない人間の位置を挟んで考えなければならないか、と考えると自動的に人間の座標いらないじゃん、ってならないですか？
相対加速度や、相対速度というのはあくまで人間からみた表現です。列車の先頭にいる観測者から見れば自分は止まっていて、地上の人間や車が相対速度や相対加速度を持っているようにみえるのです。