[問8] (分数は小数に直して答えよ。四捨五入せずに答えよ。)
地上からの高さ19.6〔m〕 の位置から, 時刻 O [s]に,
小球Bを自由落下させた。 同じ時刻 0 [s] に, エンジン
を搭載したロケットAが速さ 0 [m/s] で地上から鉛直上
向きに上昇しはじめた。 ロケットAはエンジンを動作さ
せている間のみ, 地上の観測者からみて上向きに大き
さ2.45 〔m/s2] の等加速度運動を行う。ロケットAと小
球Bは同一の鉛直線上を運動するが, 両者はすれ
違ったときに衝突しないものとする。
重力によって自由落下した小球B は, 地面への衝突
直前は下向きの速さを持っていたが, 地面に衝突した
19.6 [m]
●小球B
ロケットA
衝撃によって, 衝突直後は, 衝突直前の半分の速さとなって鉛直上向きには
ねかえった。重力加速度の大きさを9.8〔m/s2]として、次の各問に答えよ。
(1) 小球Bが地面ではねかえり 鉛直上向きに上昇しはじめた後、 はじめてA
とBの間の距離が最小となる時刻は何[s]か。
(2) (1) で求めた時刻において,ロケットAのエンジンを停止させた。 この時刻
以降はロケットAにはたらく力が下向きの重力のみとなり, ロケットの加速度
は重力加速度となる。 小球Bが2回目に着地する直前, ロケットAの地上か
らの高さは何[m]か。