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Physics Senior High

この問題の(カ)で、v'=√V x二乗+V y二乗となっているのですが、これは、 x成分と y成分の速さを合成したということですか?

8. <斜面をのぼる小球の運動〉 水平な面(下面)の上に,高さんの 水平な平面(上面)が斜面でなめらか につながっている。 図に示すように x, y, y'軸をとり、斜面の角度は軸方向から見た断面図 である。 下面上でy軸の正の向きに y軸とのなす角を 6, として. 質量 mの小球を速さで走らせた。 な お.06 <90° かつ">0とし、小球は面から飛び上がることはないものとする。 また, 重 力加速度の大きさをgとし、斜面はなめらかであるとする。 次のアイに入る最も適当なものを文末の選択肢群から選べ。 また. ウクに入る数式を求めよ。 (1) 斜面をのぼりだした小球は、x軸方向にはア, 斜面上のy'軸方向にはイをす る。 小球が斜面をのぼりきって上面に到達したときの小球の速度x成分の大きさは y成分の大きさはエ(のぼりきる直前の速度のy成分の大きさに等しい)。 ま た。斜面をのぼり始めてから上面に到達するまでにかかる時間はオである。上面で sin 小球の進む方向とy軸とのなす角度を 62 とすると, 0, と 62 の関係は、 と sind= なる。 (2) 初速度の大きさを一定に保ちながら, 0, を0から徐々に増やしていったとき, 0, が小 さいうちは小球は上面に到達した。 しかし, 6, がある角度に達すると上面に到達でき ずに下面にもどってきた。 このときの6cの満たす条件は, sinc=キであり、また 200cのとき小球が斜面をのぼり始めてから再び下面にもどるまでにかかる時間は [クである。 イの選択肢] ア ①等速度運動 ③ 加速度 a-gcos の等加速度運動 ⑤ 加速度 αー の等加速度運動 ⑦ 加速度 α! の等加速度運動 sind 9 tan ② 加速度 α-gsin ⑩ 加速度 α=-gtan ⑥ 加速度 α= COS 6 の等加速度運 の等加速度運動 の等加速度運動 (上智大)

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Physics Senior High

1から7答え確認したいので、わかった方答えてくださると嬉しいです。良ければ解説もお願いしたいです

特に断りがない限り、重力加速度の大きさを 9.8m/s2として計算せよ。 1 自由落下塔の上から小石を静かに落としたところ, 3.0s後 に地面に達した。 塔の高さは何mか。 また, 小石が地面に達 する直前の速さは何m/sか。 2 自由落下 高さ19.6mのところから小石を静かに落とした。 地面に達する直前の速さは何m/sか。 3 鉛直投げおろし 高さ100mの塔の上から、初速度20m/sで小石を鉛直下向きに 投げおろした。 2.0s後の小石の速さは何m/sで,地面からの高さは何mか。 4 鉛直投げ上げ ある速さで物体を鉛直上向きに投げ上げた。 最高点での物体の速さ は何m/sか。 また, 加速度はどちら向きに何m/s2 か。 15 鉛直投げ上げ 地面から初速度20m/sで物体を鉛直上向きに 投げ上げた。 1.5s 後の物体の速さは何m/sか。 また,そのと きの地面からの高さは何mか。 6 鉛直投げ上げ 物体を鉛直上向きに投げ上げたところ,最高点 で40mの高さに達した。 初速度の大きさは何m/sか。 7発展 水平投射 十分に高いところから, 水平方向に初速 度10m/sで物体を投げたとき, 4.0s後の水平到達距離と 鉛直方向の落下距離はそれぞれ何mか。 8 発展 斜方投射物体を仰角30°の向きに、初速度10m/sで投げた。 このときの 速度の水平成分と鉛直成分はそれぞれ何m/sか。 9発展斜方投射 小石を地面から仰角30°の向きに, 初速度 39.2m/sで投げた。 2.0s後の水平到達距離と 地面からの高さはそれぞれ何mか。

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Mathematics Senior High

(3)の問題はなぜ6秒後までグラフを書くのですか?

度で運動している。 点Aを右向き はなれている点Bを右向きに速さ v[m/s] 2.0 *v [m/s] 4.0 6.0 4.0 8.0 8.0 12.0 → 例題 3 t[s] t[s] SEARDALA to 斜面上の点Oから, 初速度 6.0m/sでボールを斜面に沿 って上向きに投げた。 ボールは点Pまで上昇したのち, 下 降し始めて、点Oから5.0m はなれた点Qを速さ 4.0m/s で斜面下向きに通過し, 点Oにもどった。 この間, ボール は等加速度直線運動をしたとして, 斜面上向きを正とする。 (1) ボールの加速度を求めよ。 (2) ボールを投げてから, 点Pに達するのは何s後か。 また, OP間の距離は何mか。 (3) ボールの速度と, 投げてからの時間との関係を表すv-tグラフを描け。 (4) ボールを投げてから, 点Qを速さ 4.0m/sで斜面下向きに通過するのは何s後か。 また, ボールはその間に何m移動したか。 時間t が与えられていないので, 指針 「v²-v²=2ax」を用いて加速度を求める。 また、 最高点Pにおける速度は0 となる。 -グラフ を描くには、速度と時間との関係を式で表す。 ■解説 (1) 点 0, Qにおける速度, OQ 間 の変位の値を 「v²-v²=2ax」 に代入する。 (−4.0)²-6.02=2×α×5.0 a=-2.0m/s² (2) 点Pでは速度が0になるので, 「v=vo+at」 から, t=3.0s 3.0S 後 OP 間の距離は, 「v²-v²=2ax」から, 02-6.0²=2×(-2.0) xx x = 9.0m (「x=unt+1/12a」からも求められる。) (3) 投げてからt[s]後の速度v[m/s] は, 「v=votat」 から, v = 6.0-2.0t v-tグラフは, 図のようになる。 0 =6.0-2.0×t v[m/s) ↑ 16.0 0 -4.0 - 6.0 5.0m OP間の距離 1 2 3 40 ○ 6.0m/s + P PQ間の距離 15 16 t[s〕 (4) [v=vo+αt」から、 t=5.0s 25.0s 後 ボールの移動距離は, v-tグラフから, OP 間 の距離とPQ間の距離を足して求められ, -4.0=6.0+(-2.0) xt 6.0×3.0 (5.0-3.0)×4.0 2 2 =13.0m Point v-tグラフで, t軸よりも下の部分の 面積は、負の向きに進んだ距離を表す。 20 a 20=20a a=1.0 右向きに1.0m/s² (2) V=Vo+at 6.0 = 4.0+t t=2.0 2.0g

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Physics Senior High

(3)がなぜ25メートル毎秒になるのか教えて下さい! わかる方よろしくお願いします

問題2 図1のように、水面からの高さが 78.4mの断崖の端から, 小球を真上に速さ 29.4 m/sで投げ上げた。 重力加速度の大きさを9.8m/s2として,次の各問に有効数字2 一桁で答えよ。 (1) 小球を投げ上げてから最高点に達するまでの時間を求めよ。 (2) 断崖の端から最高点までの高さを求めよ。 (3) 小球が再び投げ上げた位置に戻ってくるまでの時間を求めよ。 (4) (3) のとき、小球の速さを求めよ。 (5) 小球が水面に達するまでの時間と水面に達する直前の速さをそれぞれ求めよ。 問題3 問 図2のように, 高さ 19.6m のビルの屋上から, 小球を水平に速さ 14.7 m/sで投げ出した。 重力加速度の大きさを 9.8m/s2として,次の各問に有 効数字2桁で答えよ。 (1) 投げ出してから、地面に達するまでの時間を求めよ。 (2) 小球は、ビルの前方何mの地面に達するか。 (3) 地面に達する直前の小球の速さを求めよ。 問2 図3のように, ある高さから小球 Aを静かに落下させると同時に、 同じ高さから 小球 B, 小球Cをそれぞれ水平方向に投げ出した。 小球 Bよりも小球Cの方が 初速度が大きいとき, A, B, C が着地する順序についての記述として正しいもの を、次のア~エから1つ選べ。 ただし、地面は水平であるとする。 ア. 初速度が大きいほどすみやかに移動できるので, C, B, A の順に着地する。 イ. 軌道が短いほど滞空時間が短いので, A, B, Cの順に着地する。 ウ. 鉛直方向の運動はどれもが同じなので, A, B, C は同時に着地する。 1 29.4m/s 断崖 ロロ 地面 14.7m/s[[] 図2 図1 水面 地面 図3 78.4m 19.6 (裏面に続く)

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