Physics
มัธยมปลาย
เคลียร์แล้ว

【斜方投射】成分の向きは書くべきか
ボールを水平面から斜め上方60°の方向に、初速度20m/sで投げた。√3=1.73とする。
⑴ボールの初速度のx成分とy成分を、それぞれ求めよ。

この様な問題で、答えとして
x成分→10m/s, y成分→17m/s と出ました。模範解答にもこう書いてあったのですが、「初速度」は「ベクトル」ですよね。なので「正の向きに〇m/s」等と向きも書かなければならないと思うのですが、
ベクトル(初速度)の「成分」には何故 向きは書かなくて良いのですか?

คำตอบ

✨ คำตอบที่ดีที่สุด ✨

問題文中で明らかに軸が指定されていればそれを基準に答えればOKです。
もちろん「(x軸 or y軸)正の向きに〇m/s」という書き方をしても問題ないです。

気を付けないといけないのは、問題文中で軸が指定されていないとき。
記述式では「水平方向右向きを正とするx軸をおく・・・」という感じで解き進めることあるかと思います。この場合、最後に回答を記述するときは、基本的に問題の物理系を基に表現してください。つまり、(勝手に)自分で定めた軸を基に向きを表現してはいけないということです。

アーモンド

あ、既出でしたね。

成瀬

アーモンドさん、ありがとうございます🙇‍♀️
この問題では、ここに書いた文が全てなのですが、「軸は明らかにされている」という事ですよね。どこでそれは判断出来るのでしょうか?【斜め上方】という所ですか。

アーモンド

図とかありませんでした? そこにx軸、y軸が書かれているような図です。

成瀬

返信が遅くなってしまいすみません。
図は書かれていませんでした。

アーモンド

想定外です・・・。
いずれにせよ、結論を出しましょう。

本来こうした問題には図が描かれているのが通常です。そうでないと「x,y成分ってなに?x,y方向ってどっち?」って話になるからです。
その問題集(または誰かの自作プリントでは?)においては水平方向と鉛直方向をそれぞれx軸, y軸と割り当てている。
そのときには、方向が明示されたx,y軸を基準に、+or-を数値の前につけて向きも表現した形をとればベクトルとしての回答として十分です(もちろん+は省略されます)。
よって、こうした問題の場合は「〇〇方向に」という言葉は不要となります。

成瀬

なるほど、ありがとうございます。問題集です…😓
結局この問題にはそれが指定されていなかったので、「水平方向と鉛直方向をそれぞれx軸, y軸とおく。」としてから、答えに「x成分→x軸正の向きに10m/s, y成分→y軸正の向きに17m/s」と書いておいたらいいですかね…

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คำตอบ

本来なら力学では必ず座標を設定しているんです。
しかし、ここでは斜め投げ上げで、xy座標の向きは自明として書かれています。座標設定しているんで、向きは決まってるから、±の符号つけたら向きは書いたことになるわけですね。

哲治

高校物理では座標設定の概念が希薄なんで、いちいち意識するのを癖つけてください。
力というベクトルを扱う以上、常に座標で正方向、負方向を確認するのが重要なんで。
そうでないと、力の釣り合いも理解できないんで。

成瀬

回答ありがとうございます。【「斜め上方」という言葉がある】から、
・x座標の正は右向き
・y座標の正は上向き
と判断して良いと言う事でしょうか?

哲治

そうです。テキストにはわざわざ書いてないけど、この座標設定を意識するのが、力学を理解する第一歩なんです。

成瀬

なるほど、分かりました!
意識しないと減点対象ですね。
気を付けます。ありがとうございました🙇‍♀️

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