問題
【03
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相対速度・相対加速度
図1のように,一直線上で運動して
いる物体AとBがある。 時刻t=0に
おいて,物体AとBは4.0m離れてい
て,v-tグラフ (図2)のような等加速
度直線運動をしていた。 ある時間後,
物体AとBは衝突した。 ただし, 速度
と加速度は右向きを正にとるものとす
る。 有効数字2桁で答えよ。
速度
2
10
物体A
-4.0m-
図1
物体A
物理基礎
物体B
[m/s]
物体B
-1
(I) 時刻 t = 0 において, 物体Aに対
するBの相対速度はいくらか。
-20
1
2
経過時間t[s]
(2)物体AがBに衝突するまでの物
図2v-tグラフ
体Aに対するBの相対加速度はいくらか。
(3)物体AとBが衝突するまでの時間はいくらか。
(4)物体AとBが衝突する直前の相対速度の大きさはいくらか。
<弘前大〉
運動している観測者から見た物体の運動を相対運動という。
解説)
(I)「Aに対するBの相対速度」とは,「Aから見たBの速度」
すなわち「Aと一緒に運動する観測者から見たBの速度」のことである。
相対速度
公式
(Aに対するBの相対速度) = (Bの速度)(Aの速度)
Aが基準
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基準を引く
の速度はv=1.0 [m/s] である。 よって, 求める相対速度vAB [m/s] は,
図2のv-tグラフより, 時刻 0において, Aの速度はAO[m/s], B
DAB=UB-UA = 1.0-0=1.0(m/s)
(2)速度と同じく。 加速度も相対加速度を考えることができる。
