この問題の物体の動き方のイメージがわからないため全然解けません教えてください！

この問題の物体の動き方のイメージがわからないため全然解けません

✨ ベストアンサー ✨

たこ焼き

6年弱前

時間がたちましたが教えましょうか？

なな 6年弱前

お願いします🙏😂

たこ焼き 6年弱前

(1)問題文より物体は等加速度直線運動をしている。
　　　　　　　　　　　ⅠⅠ
　　　　　　加速度が一定である
　　　　　　　　　　　ⅠⅠ
　　v-tグラフの傾きは加速度を表すから、加速度が一定ということは、傾きが一定ということ。すなわち、v-tグラフは曲線ではなく、直線になる。

　物体はt=0のとき、速度12m/sでPを通過し、t=8.0の時には速度－20m/sでQを通過した。
　よって、v-tグラフは画像のようになる。

問題のイメージ
　物体は最初右向きに進んでいたのに、8.0秒後には左向きに進んでいた。ということは、どこかで向きを変えた、ということ。すなわち、物体はUターンしたということ。

(2)やり方①
　　v-tグラフの傾きが加速度であるから、(1)で書いたグラフの傾きを求める
　　　　　　{(-20)-(+12)}/(8.0-0)=-32/8.0=-4.0m/s^2
　　加速度の大きさは求めた加速度の絶対値をとって、4.0m/s^2
　　向きは、求めた加速度が負であったから、左向き(グラフを書くときに右向きを正とした
　　から、負は左向きですよね)　

　　やり方②
　　　　加速度＝速度変化÷経過時間　
　　※速度なので、向きと大きさを持っています。すなわち、正の方向に向いている速度は　
　　　+、負の方向を向いている速度は－で表して計算する。
　　※変化は後－前である。
　右向きを正とすると、　
　　　　加速度＝速度変化÷経過時間
　　　　　　　＝{(-20)-(+12)}/(8.0-0)=-32/8.0=-4.0m/s^2
すなわち、加速度大きさは4.0m/s^2、向きは左向き　　　

　やり方③(右向きを正とする)
　　等加速度直線運動であるから、v=v0+atにv=-20、v0=12、t=8.0を代入して
　　-20=12+8.0a　　a=-4.0m/s^2
　　よって、加速度の大きさは4.0m/s^2、向きは左向き

たこ焼き 6年弱前

(3)やり方①
物体がx軸の正の向きに進む＝速度が+、物体がx軸の負の向きに進む＝速度が－
v-tグラフをみると、t[s]の時に速度が+から－に変わっている
　　　　　　　　　　　　ⅠⅠ
　t[s]の時に物体が進む方向を正の向きから負の向きに変えた
　　　　　　　　　　　　ⅠⅠ
　　　　　t[s]の時に物体はUターンした
よって、折り返し地点Rに到達するまでの時間tRは、グラフのt[s]のところを求めればよい。
加速度とは1sあたりの速度変化を表す物理量であるから、今回は1s経つと速度は4.0m/s減少することがわかる。すなわち、t[s]では4.0t減少する。グラフより、これが12m/sでもあるから、4.0t=12より、折り返すまでの時間は3.0s

やり方②
　折り返し地点では、速度は0であるから、
　等加速度直線運動のv=v0+atにv=0、v0=+12m/s、a=-4.0m/s^2を代入して
　　0=12-4.0t　よってt=3.0

Rの位置の求め方
やり方①
t=3.0までの変位を求めればよい。
v-tグラフの面積は移動距離を表す(重要)。今回はt=3.0までUターンしてないので、
変位＝移動距離であるから、
t=3.0までに進んだ距離＝画像の赤の面積である
　　　　　　　　　＝3.0×12×1/2=18m
よって、Rの位置はPより右側に18mである。

やり方②
　t=3.0の時の変位を求めればよいから、等加速度直線運動の公式x=v0t+1/2at^2に
　t=3.0、v0=12、a=-4.0を代入して計算すると、x=18
　よって、Rの位置はPより右側に18mである。