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物理 高校生

高校物理、力学の運動の問題です。全部分からないので教えて頂きたいのですが具体的に□4の方の(2)『(c)の途中で折り返す』という途中の求め方が分かりません!□6については解き方がさっぱりで同じ日本語のはずなのに全然理解できないですお願いします🙇‍♂️🙇‍♀️

4 ((1)(4) 各6点 (2)(3) 各7点、 計26点) x=0 運動の 流れ (a) (b) (c) (e) (d) 加速度を自由に変えられるおもちゃがある。 このおもちゃをはじめに上図のx=0の位置に置く。 そ の後、下記(a)~(e)のように加速度と加速時間を変えながら動かすと、(a)(b)の間は+向きに運動を するが、(c)の途中で減速して折り返し、おもちゃは一向きに動き始める。その後、一向きに進んだ まま、(e)でx=0まで戻る。 この運動について以下の問いに答えよ。 ただし、 図のxの向きを正とし、 おもちゃの長さは無視して考える。 また、長さの単位はcmとして計算する。 (上図の運動の流れに 書かれている→の長さは必ずしも移動距離の長さに比例しないので注意すること。) (a) 加速度 2.4cm/s2で5秒間加速 (等加速度直線運動) (b) 加速度0cm/s2で5秒間加速 (等速直線運動) 60cm (c) 加速度 -2cm/s2で10秒間加速 (等加速度直線運動) (d) 加速度0cm/s2で10秒間加速 (等速直線運動) (e) 加速度1cm/s2でx=0の位置に戻るまで加速 (等加速度直線運動) (1) (a)の加速が終わったときのおもちゃの速度、 位置 [cm] を求めよ。 (2) (c)の途中でおもちゃが折り返すとき、 おもちゃは出発点から最も遠ざかる。 このときのおもちゃ の位置 [cm](x = 0からの距離) と運動し始めてからの経過時間 [s] を求めよ。 (3) (d)の等速直線運動が終わった時点でのおもちゃの位置 [cm] を求めよ。 (4) (e)でおもちゃがx=0の位置に戻るまでの加速時間 t [s] を求めるための式(at2 + bt + c = 0) を導出せよ。 (可能であれば、加速時間 [s]も求めよ。 )

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物理 高校生

(2)の②で流れと垂直の向きから上流側に30°の向きに先端を向けるのが答えなのですがなぜ30°になるのか教えてください😭

流れの速さが3.0m/sの川を、静水時での速さが 6.0m/sのボートで移動する。 AB間の距離と川幅はい ずれも90m とする。 (1) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間 をそれぞれ求めよ。 90m 3.0m/s 90m- 1 流れと同じ向きにAからBへ向かう。 (2) 流れと逆向きにBからAへ向かう。 (2) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間をそれぞれ求めよ。 ②につい ては,ボートの先端をどの方向に向ければよいかも答えよ。 Aから流れと垂直の向きにこぎ出して対岸へ向かう。 Aからこぎ出して, 対岸のCへ向かう。 2つのベクトルを合成することにより, 合成速度を求める。 ボートの進む向きを正とする。 同じ向きのベクトルの合成なので,右図より 6.0m/s 3.0m/s ひ1 = 6.0 +3.0 = 9.0m/s VI 90 到達時間は、 = = 10s 9.0 3.0m/s 逆向きのベクトルの合成なので、右図より, v2 = 6.0+ (-3.0) = 3.0m/s 90 = 30s 到達時間は, t2 = 13.0 _2) ① 垂直となるベクトルの合成なので、 右図より, 考え方 24 ? [解説 (1) ① v3=√6.02+3.0°= 3.0√5=3.0×2.24 = 6.72 ≒ 6.7m/s ボートの速度の岸に垂直な成分は 6.0m/s なので, 90 到達時間は, ts= = 15s 6.0 別解 実際に船が進む距離をxとすると,右図の三角形の相 似より, x:90=3√5:6 よって, x=45√5m 45/5 -=15s この距離をv=3√5m/sで進むので、 t= ② 右図より流れと垂直の向きから上流側に30°の向きへ先 3√5 端を向ける必要がある。 また, 合成速度 24 と到達時間は, √3 = 3.0/3 v4=6.0 cos30°= 6.0 x - 2 = = 3.0×1.73 = 5.19 ≒ 5.2m/s 90 = 10/√3= 10×1.73 = 17.3 ≒ 17 s 3.0/3 3:2 204 = 6.0√3 com/s t4 B 6.0m/s V₂ 6.0 m/s x 201 90 m 3.0m/s V3 6.0 m/s 3√5 m/s 23.0m/s 6 m/s 30 ° V₁

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物理 高校生

(1)ではなぜ2.0×15をするんですか?

6 1章 カ学 基本問題1 基本例題1 平面運動の速度の合成 静水中での速さが4.0m/sの船で,流れの速さ 2.0m/s, 川幅 60mの川を渡る (1) 船首を流れに直角に向けて渡るとき,出発点の真向か いから何m下流に到着するか。 (2) 流れに垂直に渡るには,船首をどちらに向けるとよいか。 また、このとき、川を渡るのにかかる時間は何sか。 2.0m/s Ka 60m 指針 な方向と平行な方向に分けて考える。 (2) 静水中の船の速度と流れの速度を合成した 速度が,川の流れに垂直になればよい。 解説 (2) 船首を図2のような 向きに向ければ,合成速 度が岸に垂直な向きとな る。船首を上流に30° の 向きにすればよい。この m/s である(図1)。したがって, 対岸に着くま : とき,合成速度の大きさ (1) 船の運動は,川の流れに垂直 30° 4.0m/s 2.0m/s (1) 岸に垂直な船の速度成分は4.0 図2 60 v[m/s]は, での時間ち(s]は, t;=- -=15s 4.0 V3 -=2V3 m/s 2 ひ=4.0×cos30°=4.0× また,岸に平行な速度成 分は2.0m/s である。船 は, t,[s]間,流れの向き 4.0m/s に流されるので, 下流に 流される距離をx[m]と すると, 求める時間も[s]は、 合成 速度 60 Dai te= =10V3 =10×1.73=17.3 17s 2/3 2.0m/s Q Point 平面運動は,直交する2つの方向に 速度を分解し,各方向における直線運動に分け て考えることができる。 x=2.0×15=30m 図1 基本例題2 公 十n.6

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