Question

ﾏﾅﾐ

物理基礎の質問です

(3)で上流に船首を向けるというのは、船が水流に対して平行に向かうというわけではないんですか？

発展問題
23. 平面上の速度の合成 幅Lの実験用の水槽と, 静
水に対して一定の速さで進む小さな模型の船がある。
図のように、水槽内には壁面に平行に一定の速さ”の
水流が発生している。 点 0から船首を真向かいの壁の
点Pに向けて出発すると,船は壁面に垂直な方向から
30%
L
水流
30°をなす方向に進み, 点Qに達した。 (2) (3) ではVを用いずに答えよ。
(1) 船の速さVを, ひを用いて表せ。
(2)出発してから水槽を横切るのに要する時間と, PQ 間の距離を求めよ。
(3)次に、真向かいの点Pに到達するため, 上流に船首を向けて点0から出発した。
が水槽を横切るのに要する時間を求めよ。
思考
(23. 獨協医科大改)
e-tグラフ■ 図1のように、ある物体軸で
0
26.
て

区間のxtグラフは, 頂点が (12.0s, 48m) の上に凸の放物線とな
る。
以上から、図3と同じxtグラフを描くことができる。
23. 平面上の速度の合成
L
L
【解答
(1) 3v (2) BH]:
距離:
(3)
L
√3 v
√√20
地面で静止している人から見ると, 静水における船の速度と水
流の速度を合成した速度で、 船は水槽内を進む。 船の運動は,水流に垂
直な方向、平行な方向のそれぞれに分けて考え, 各方向における速度成
分に注目する。 (3)では,合成速度が出発点から真向かいの点Pの向き
となるように、速度ベクトルを作図する。
解説 (1) 静水における船の速度をV,
水流の速度をとすると、地面に対す
合成
①
速度が
船の合成速度は、 図1のように表
される。 とのなす角度は30℃なの
1:2:3 の直角三角形の辺の長さ
の比から、 水流の速さ”と船の速さVと
の関係は,
130°
√3
2
TP
図 1
:V=1:13
したがって, V=
各速度の間には、
DVDの関係が
り立つ。
(2) 壁面に垂直な方向の運動を考えると,船は速さ V(=√3v)で等速
直線運動をする。 求める時間を左とすると, 等速直線運動の公式
「x=r」に移動距離 L, 速さ√3 を代入して
L=√30×1
t₁=-
L
√3 v
また、壁面に平行な方向の運動を考えると,船は速さで等速直線運
動をする。 PQ 間の距離をxとすると, 等速直線運動の公式 「x=vt」
に速さ 時間
L
√30
を代入して,
L
平面運動は、互いに
直な2つの方向に速
分解し、 各方向におけ
直線運動に分けて考え
ことができる。
COP=√3 PQ とな
で、 OP =Lから.
PQ=
= 1/3としても
x=ux
L
√√3v 3
(3) 地面に対する船の合成速度が, 壁面
に対して垂直な方向になればよい。 この
ときの船の合成速度を とすると, 静
水における船の速度 V', 水流の速度
を用いては2=V+と示され
る。すなわち, 各速度ベクトルの関係は,
図2のような直角三角形となる。 三平方
の定理を用いて, 合成速度の大きさひ
を求めると,
V2=√√√2-v²=√√√√3v)²-v² = √2 v
合成
V
V
図2
したがって、船は真向かいの点に向かって、速さ√2の等速直
線運動をする。 「x=ut」から求める時間をとすると、
L
図2のように、
クトルを表す矢印
の比が、速さの比
V.vを合成した
であり、
に対して垂直な向
るように矢印を描
図2のベクトル図
れる。
L=√√20x12
14
√2 v

Answer 1

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ホタテ貝

この表現少し分かりづらいですよね
この問題の場合、
横から流れが来てて、それに逆らって流れに垂直に進むために船首を少しだけ傾けた
という意味なんです！
こればっかりは問題文を読んで解釈していくしかないです

ﾏﾅﾐ

「垂直に進むために」とはどこから解釈したら良いですか？？

ホタテ貝

この問題で言うと、真向かいの点Pに到達するように、とあるのでスタート地点から垂直に進むんだなと解釈できます！

ﾏﾅﾐ

分かりやすく説明ありがとうございます🙇🏻