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真上に速さ 14.7m/sで投げ上げた。 小球
Aは, 投げ上げた地点を通過して地面に達した。 重力加速度の
大きさを9.8m/s²として,次の各問に答えよ。
(1) 小球Aが地面に達するのは、 投げ上げてから何s後か。
(2) 小球Bをビルの屋上から自由落下させる。 小球AとBを
同時に地面に到達させるためには、小球Aを投げ上げてから
何s後に小球Bを落下させればよいか。
44.2球の投げ上げ小球Aを鉛直上向きに投げ上げ、最高点に
達した瞬間に、小球Bを地面から鉛直上向きに速さ。で投げ上げ
た。このとき、図のように、小球Aは地面から高さんの点にあり、
小球Bの真上に位置していた。 小球Aが最高点に達した時刻を
f = 0, 小球 A,Bが衝突する時刻をt, 重力加速度の大きさを
として、次の各問に答えよ。
(1) 衝突時における小球 A, B の地面からの高さを
(2) 時刻, 0, h を用いて表せ。
(3) 衝突時における小球 A, B の地面からの高さを
1₁=h
Vo
(3) (2) の結果を, (1) のya の式に代入すると,
gh²
=h-
2 - 1/2 gt₁,² = n − 1 1/2 g (h) ² = ₁ 2v, ²
んー
2-1/2 gt₁²=v₁t₁-1/2 gt₁²
YA=h-
VB = Vot₁- - 1/2gt²
(2) 時刻において, 小球A, Bは衝突するので、両者の地面からの高
さは等しく, y = ys となる。 これに (1) の結果を代入すると
h-gh²
2002
->0
14.7m/s
19.6m
を含まない式で表せ。
(4) 小球Bが最初に地面に落下する前に小球Aと衝突するための条件を求めよ。
26²> 0h
gh
2
V₂>
AO
④ 小球A, Bの衝突する高さが,地面よりも上となる条件を求めれば
「よい。 (3) の結果を利用して, YA> 0 とすると,
gh
2
h
を含んだ式でそれぞれ表せ。
BQ..
45. 気球からの投げ上げ
解答 (1) 2.8m (2) 鉛直上向きに 7.7m/s
(3) 鉛直下向きに 4.9m/s
指針 1.0s 間で気球が上昇した距離は, 投げ上げた位置からすれ違っ
た位置までの高さに等しい (図)。 地面から見たとき, 小球は, 気球の上
昇する速度と, 気球に対する小球の初速度を合成した速度で、 投げ上げ
られたように見える。 (3) 気球に対する小球の相対速度, すなわち, 気
球から見た小球の速度は, 気球→小球小球として求められる。
解説 (1) 気球は1.0s 間, 鉛直上向きに 2.8m/sの速さで等速直線
運動をしているので, 上昇距離 x [m] は, x=vt=2.8×1.0=2.8m
小球A
(2) 小球を投げ上げた位置を原点に,鉛直上向きを正とするy軸をとる。
小球は, t=1.0sのときにy=2.8mの位置で気球の上端Pとすれ違う
ので、地面から見た小球の初速度をv[m/s] とすると
小球B
別解(3
入しても同
れる。
VB Vo X-
=h-
y[m]
gh
20
は速
あり、
答に適さ
0
鉛直