物理
高校生
解決済み

教えてください。

[問題]発射体は高さ3mから速度50m / sで発射されます。 高さ12mの天井に触れずに、発射体が壁に当たる点の最大高さを求めなさい。

[答え]10.7m

|2m 3m k 9om

回答

✨ ベストアンサー ✨

方針:斜方投射の公式を利用してます。
(1)天井に触れない条件より
放物曲線の最高点が、9mより低い条件に合うような
発射角度を求める
公式…h= の式へ数値代入して、角度を求める

(2)求めた発射角度と速度より、90m地点での高さを求める
公式…y= の式へ数値代入

(ただ、誤差が大きく答えにたどり着けていません🙇‍♀️)

ひさか

ありがとうございます。

x成分、y成分に分けて考えたのですが
今のところ、発射体が壁に到着する時間t= 90/(50cosθ)であることまでしか求められてないです…

すぅ

角度は、15.4度かなと思うのですが…(計算サイトを用いてしまったので、ちゃんとした別の解法がありますよね…)

ひさか

恐らく、違うと思います…

この赤線で囲った式というのはどのようにして導出されたのでしょうか?

すぅ

導出過程の画像です。

ひさか

ありがとうございます!

今、最後らへんまできたのですが、この後わかりますでしょうか?

見づらくてすみません。

すぅ

ノートをありがとうございます!
sinから、cos、tanにするために、三平方の定理を用いるとすると…

斜辺:50
高さ:√176.58
底辺:◻️

三角比:三平方の定理より、
底辺²=50²-176.58=2323.42
◻️=底辺=√2323.42

cosθ=底辺/斜辺
tanθ=高さ/底辺
として、代入します。

ノートの続きから、costanへ数値代入してます。答えには着けそうです。(電卓などがないと厳しそうです)
私の力ではここまでです。すみません、、、

ひさか

返信遅れて申し訳ありません。

高さ:√176.58 は

どのようにして求められたのか教えて頂けますでしょうか。

すぅ

三角比の考え方を用いて、
sinの値は、(斜辺)分の(高さ)の比にあたると思うので、
分母を斜辺の長さの比⇒50
分子は高さ⇒√176.58 としています。

途中計算では、関数電卓など使ってもOKそうですか?
もっと別の解法があったのかな…と気になってしまってこちらこそすみません💦

ひさか

お伝えするの忘れてすみません。関数電卓の使用はOKです。

すぅ

いつも難しい問題ばかりで、電卓使用OKと分かって良かったです!コメント返してくださりありがとうございます✩

ひさか

あと、すみません。先程の質問内容なのですが√176.58という数値がどの式で求まったかを教えていただけますでしょうか。何度も質問してしまい本当に申し訳ありません。

ひさか

もしくはθ=15.4と導出した過程を教え欲しいです。

すぅ

guestさんのノート内、⑥sinθ= の分子です。
√2×9.81×9を計算したものが、√176.58です。

何回とか気にせず聞いてくださいね🙇‍♀️私の分かる範囲は、限られますが…できる限り頑張ってお答えしていきますので。

すぅ

θ=15.4は、完全に計算サイトです🙇‍♀️
三平方の定理から求める経路のほうが、出題者の求めるものかもしれません…!最初思い付いたのは、三平方の定理のほうでしたが、9.8で計算して合わなかったので。
9.81で合うなら、こちらの解き方が求めるものでしょうかね(˙˙*)?

すぅ

度数表は、こちらのようなものを使いました。

すぅ

θ=15.4の導出、関数電卓で出来そうです。

ひさか

全て理解できました!本当にありがとうございました。

すぅ

お返事くださり、ありがとうございました!
お陰様で出来ました✩

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