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物理 高校生

類題3の(1)の途中式と(2)のグラフを教えてください!

のお茶 例題3 等 け線運動 ァ軸上の原点0から, 時刻 t=0s に2軸の止の向きに初速度の大きさ 0.60m/s で小球を打ち出したところ, 時刻 t=2.0s に x=0.80 m の位置をz軸の正の向 きに通過した。小球は等加速度直線運動をするものとして,次の問いに答えよ。 (1) この小球の加速度を求めよ。 (2) 小球が再び z=0.80 m の位置を通過する時刻と,そのときの速度を求めよ。 1 章 まず,問題文に示された状況を, 小球の速度の向きに注意して, x軸も含 めて図に描く。等加速度直線運動の位置を表す式を正しく用いる。 O 指針 1 解(1)「エ=vot+at」で z=0.80 m, t=0s 0.60m/s t=2.0s → p.20式(9) V0=0.60 m/s, t=2.0s とおいて, 10 0 0.80m 0.80 m=0.60m/s×2.0s+ 2 -xax(2.0 s)? よって,a=-0.20 m/s° 1 (2)「エ=vot+ -at"」でx=0.80 m, t=0s 2 →p.20式(9) V6=0.60 m/s, a=-0.20 m/s° 0.60 m/s 00.80 m 15 0 とおいて, 0.80 m=0.60m/s×t+ -×(10.20 m/s°)×? これから,(t-2.0 s)(t-4.0s)=0 空 よって,再び r=0.80 m の位置を通過する時刻 tは, t=4.0s このとき,小球の速度ひは, 「ひ=votat」で 6=0.60m/s, a=-0.20 m/s?, t=4.0s とおいて, 20 → p.20式(8) 0=0.60 m/s+(10.20 m/s°)×4.0s=-0.20 m/s 小球の運動は,小球の速度の向きが変わる(正の向きの変位が最大となる) 時刻 t=3.0s において対称となっている。 例題3の小球の運動について, 次の問いに答えよ。 3 類題 25 "小球が再びェ軸上の原点Oを通過する時刻と, そのときの速度を求めよ。 )時刻0sから 6.0sまでの ひーt グラフと r-t グラフをそれぞれ描け。 (1)6.0 s, -0.60m/s (2) 略 問17 右の図は,ある列車がA駅を出発し てからB駅に到着するまでのvーt グラ 24 [m/s) 18 て

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物理 高校生

⑷のx-tグラフを書く問題なのですが、 解答のグラフの位置が【−30】になる理由がわかりません。 【至急】お願いします。

18.等加速度直線運動 (1)-5.0m/s' (2) 2.0s (3) 10m (4) 解説を参照 指針 (1)等加速度直線運動の公式 v=のtatから, 加速度aを求 める。(2) (3) 速度の向きが変わるのは, ひ=0 となるときである。その ときの時刻tはv=v,+at, 位置xはぴーパ=2ax から求める。 (4)速度いと時刻tとの関係,位置xと時刻tとの関係をそれぞれ式で 表し,vーtグラフ, x-tグラフを描く。 解説)(1) 加速度を a[m/s°]として, 等加速度直線運動の公式 ひ=Votat に, ひ=-20m/s, vo=10m/s, t=6.0sを代入すると, -20=10+a×6.0 解答 ○時刻t, 速度ひが与え られているので, 0=Votatを用いる。 a=-5.0m/s° 0.0-0.01 (2)では速度 の値を もとに,時刻tを求める 必要があるので, ひ=Vo+at を用いる。 (3)では時刻tの値がわ かっているので (2) 速度の向きが変わるのは, ひ=0になるときである。v=vo+at に リ=0m/s, vo=10m/s, a=-5.0m/s° を代入すると, 0=10-5.0×t t=2.0s (3) v2-v=2axに, v=0m/s, vo=10m/s, a=-5.0m/s?を代入す ると, 0°-10°=2×(一5.0)×x x=10m (4) 時刻 [s]における速度[m/s]は, ひ=vo+at に, vo=10m/s, a=-5.0m/s? を代入して, リーtグラフは, ひ軸(縦軸)の切片が10m/s, 傾きが-5.0m/s°の右 下がりの直線となる(図1)。 リ=10-5.0t x=Vot+ Gat からも求 められる。 1 時刻 [s]における位置x[m]は, x=vot+;at? に v0, aの数値を リーtグラフは傾きが 加速度に等しい直線とな る。 0.0 0..0-0r xは,tの二次関数と なる。式ののように, t 代入して、 x=10t+;×(-5.0)×t=10t-2.5t=-2.5(t2-4t) お==2.5(t-2)?+10 …① x-tグラフは, (2s,10m)を頂点とする上に凸の放物線となる(図2)。 の2乗の項と定数の項に 式を変形することを平方 完成という。このように 変形すると,グラフの特 徴を把握しやすくなる。 一般に、xとtとの関係 式が、x=p(t-q)+r と示されるとき, x-t グラフは(q. r)を頂点 とする放物線となる。 こ のとき,p>0であれば下 に凸、p<0であれば上 x[m]} o[m/s]↑ 10 10 時刻 時刻 0 0 2 6 t[s] 2 4 6 t[s) 4 - 20 -30 図2 図1 に凸となる。 速度

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物理 高校生

どのような問題の時に◯.◯と表すのでしょうか? 教えてほしいです。 この問題の答えは、5ではなく、5.0でした。

例題1 等速直線運動 基本問題 10·12 物体が一定の速さで直線上を運動している。 図は,物体の移動距離x [m] と, 経 x[mT 過時間t[s]との関係を示したものである。 次の各間に答えよ。 (1) 物体の速さは何 m/sか。 (2) 物体が10s間に移動する距離は何mか。 (3) 物体の速さ»[m/s] と経過時間 t[s] との関係を表すーtグラフを描け。 20 ts) 0 4.0 指針 (1) 物体は, 一定の速さで直線上を進んで おり,この運動は, 等速直線運動である。 物体の速さ は, xーtグラフの傾きに相当する。 (2)x=ut の式を利用する。 (3) 物体の速さは一定であり, ひーtグラフは, 時間軸 (横軸)に平行な直線となる。 |解説 (1) x-tグラフは(0 s, Om), (4.0 s, 20m) の2点を通るので, グラフの傾きは, (3)(1)の結果から, 物 体は5.0m/s の一定の 速さで運動している。 したがって, ひーtグ ラフは,図のようにな oIm/s)↑ 5.0 t[s] る。 0 4.0 等速直線運動をする物体のx-tグラフは傾 きが一定の直線となり, vーtグラフは時間軸に平行な直 Advice 20-0 ひ= 4.0-0 -5.0m/s 線となる。 (2) x=ut に, ひ=5.0m/s, t=10sを代入すると, x=5.0×10=50m 第I章 力と運動

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