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物理 高校生

ピンクで線を引いてあるところがなぜそういう計算をしなくてはいけないのかわかりません。2つの速度の合成で計算しなくてもいいのでしょうか?

理) 基本例題 2 速度の合成 流れの速さが3.0m/s の川を, 静水時での速さが 6.0m/sのボートで移動する。 AB間の距離と川幅はい ずれも90m とする。 (1) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間 をそれぞれ求めよ。 ① 流れと同じ向きにAからBへ向かう。 ② 流れと逆向きにBからAへ向かう。 (2) 以下の場合について, ボートの速さ及び到達時間をそれぞれ求めよ。 ②につい ては,ボートの先端をどの方向に向ければよいかも答えよ。 ① Aから流れと垂直の向きにこぎ出して対岸へ向かう。 (2) Aからこぎ出して, 対岸のCへ向かう。 考え方 24 解説 (1) ① 2つのベクトルを合成することにより, 合成速度を求める。 ボートの進む向きを正とする。 同じ向きのベクトルの合成なので, 右図より, ひ1 = 6.0+3.0 = 9.0m/s 90 到達時間は, = = 10s 9.0 ② 逆向きのベクトルの合成なので,右図より, ひz= 6.0+ (-3.0) = 3.0m/s 到達時間は、 = = 30s 90 3.0 (2) ① 垂直となるベクトルの合成なので、 右図より、 ひ3=√6.02+3.0=3.0√5=3.0×2.24 = 6.72 ≒ 6.7m/s ボートの速度の岸に垂直な成分は 6.0m/s なので 到達時間は, ts= =15s 90 6.0 別解 実際に船が進む距離をxとすると, 右図の三角形の相 似より, x:90=3√5:6 よって, x=45√5m 45/5 この距離をv=3√5m/s で進むので, t= = 15s 3√5 ② 右図より, 流れと垂直の向きから上流側に30°の向きへ先 端を向ける必要がある。 また, 合成速度 ひと到達時間は, √3 v=6.0 cos30° = 6.0 x -=3.0√3 2 = 3.0×1.73 = 5.19 ≒ 5.2m/s 90 3.0√3 3.0m/s -90m =10√3=10×1.73 = 17.3≒17s 2v₁ = 6.0√3 x=3.0√3=3.0×1.73 = 5.19 ≒ 5.2m/s t₁ = [別解 : 6.0=√3:2 6.0m/s 90 m B 6.0m/s 3.0m/s 6.0 m/s v2 6.0 m/s 90.m /30° V₁ V₁ 自己評価: 1 ABC 2ABC 3.0m/s \35 6m/s m/s 3.0m/s ▲ 3.0m/s V₂ 17

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物理 高校生

(2)です!なんでこの問題で急に1:2:√3が出てきて答えが60になるのか解説見たらあーそーゆーことなのか、って一旦理解できそうな所まで行くんですけどピンときません。 解説自体何を言っているかは分かります。だけどどうしてこの考えになるのか……?的なこと思って一生分かりませ... 続きを読む

基本例題 2 速度の合成 流れの速さが2.0m/sのまっすぐな川がある。 この川を、静水上を4.0m/sの速さで進む船で 移動する。 (1) 同じ岸の上流と下流にある, 72m離れた点A と点Bをこの船が往復するとき,上りと下り に要する時間 [s], t2 [s] をそれぞれ求めよ。 (2) この船で川を直角に横切りたい。 へさきを向けるべき図の角0の値を求めよ。 (3) (2) のとき, 川幅60mを横切るのに要する時間 t [s] を求めよ。 A m/s だから = 72 2.0 = 36s 2.0m/s 下りのときの岸に対する船の速度は A→Bの向きに 4.0+2.06.0m/s 72 だから tz=- =12s 6.0 (2) 船が川の流れに対して直角に進むの で,右図のように, 船 (静水上) の速 度と川の流れの速度の合成速度が, 川の流れと垂直になる。 ここで △PQR は辺の比が1:2:√3の直 角三角形である。 よって0=60° →4,5,6 72m 解説動画 B 指針 (2) 船 (静水上) の速度と川の流れの速度の合成速度の向きが, 川の流れと垂直になればよい。 解答 (1) 上りのときの岸に対する船の速度は [注]川を横切る船は, へさきの向きとは 異なる向きに進む。 1 R B→Aの向きに 4.0+(-2.0)=2.0 (3) 合成速度の大きさを [v[m/s] とすると, 2.0m/s A 直角三角形の辺の比より (2) 4.0m/s 60 60×√3 2.0×√3 2.0×3 60 m 60° ここで,√3=1.73 として t=10×1.73=17.3≒17s 60% V v=2.0×√3m/s この速さで 60mの距離を進むので t= =10√3s P2.0m/s [注 √3=1.732 ・・・・ や, √ 2 = 1.414・・・ など の値は覚えておこう。

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