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物理 高校生

物理の平面上の相対速度についてです。 類題1の答えと解説をお願いします

②平面上の相対速度 両物体の進む方向が異 なる場合の相対速度は, (9) 式を速度ベクト ルに置きかえることによって得られる。 Op.22 相対速度 DAB=0B-DA (9) で走行しているバス Aと,速度で走行し ているバスBを考える。 このときAに乗ってい る人が見るBの速度, すなわちAに対するB 図13のように,速度 B Aに対するBの 相対速度 VB. VAB=UB-VA このように 考えてもよい DAB DR DB VA -VA 図13 平面上の相対速度 の相対速度 AB は,次のように求められる。 → VAB = UB - VA 例題1 相対速度 2 加速度 短距離走の選手と新幹線が か。この節では、速度が変 A 加速度 直線運動の加速度 線の速さは,最大 とき,それぞれお 90m/s になる。同 して2秒後に先を らだろうか。 先 外にも人である 対し、新幹線 である。この 化するかを 10 (10) 雨が鉛直(真下)に降る中を,電車がまっすぐな線 10m/s 路上を一定の速さ10m/sで水平に走っている。 雨滴の落下の速さを10m/s とすると, 電車内の 人が窓から見るときの, 雨滴の速さと, 雨滴の落 下方向と鉛直方向とがなす角の大きさを求めよ。 10m/s 15 変化を考え を加速度 指針 電車の速度を雨滴の速度を DB とすると, 電車内の人 から見た雨滴の相対速度はUAB=Bとなる。 VA VA 図 15 解図より、雨滴の落下方向と鉛直方向がなす角の大 きさは45°である。 AB の大きさは 10×√2=10×1.41… VAB 動してい 45° UB tils] T 20 t2[s] ≒ 14m/s DAB=B+(一)より,ベクトルとを合成。 経過時 類 題 1 雨が鉛直に降る中を,電車がまっすぐな線路上を一定の速さで水平に走っ ている。このとき, 電車内の人が見る雨滴の落下方向は,鉛直方向と60° の角をなしていた。雨滴の落下の速さを10m/s とするとき,電車の速さ を求めよ。 1 I この I [17m/s] ヒント まず、電車の速度を雨滴の速度をとおき、各ベクトルを図に表す。 とこ 25 (言 学んだことを説明してみよう 1 速度 □(1)速さ 10m/s の等速直線運動をする物体は、時間とともにどのように進むか。 (2)東向きに 50km/hの速さで走る自動車の前方に、バスが東向きに30km/hの 速さで走っている。自動車から見てバスはどの 30

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理科 中学生

なぜエになるんですか

物体に力がはたらいて運動するときの、物体の速さの変化を調べるため、次の 〔実験〕を ('14 愛知県 A) a (実験) ① 図1のように、水平な 1 机上に置いた台車に、軽くて伸びな い糸を取り付けた。この糸を机の端 にある滑車にかけ、糸の端におもり をつるした。 台車には紙テープも取 り付け、動かないよう台車を手で支 えながら、紙テープをたるまないよ うにして、机上に固定した記録タイ マーに通した。なお、使用した記録タイマーは1秒間に60回点を打つことが図2 テープ 台車 タイマー 机 ② 台車から静かに手をはなすと、糸や紙テープはたるむことなく、おもり」と 台車が運動を始めた。 しばらくするとおもりは床に衝突して静止し、台車は その後も動き続け、車止めに達した。 ③次に、おもりとは質量の異なるおもりをおもりのか わりに取り付けて、〔実験〕の①、②と同じことを行った。この ときおもりbは、①のおもりと同じ高さにつるした。 〔実験〕で用いた紙テーブを、図2のように打点のかさなって いない点を始点として,6打点ごとに切った。 図3, 図4は、そ れぞれおもりab を用いて〔実験〕を行ったときの6打点ご とに切った紙テープを左から時間の経過順に台紙にはったものの 一部である。 また、図3の紙テープを、左から順に A,B,C, D. E.Fとする。ただし, 図3, 図4では、記録された打点は 省略してある。なお, 台車と滑車の運動に摩擦の影響はなく、お もりや台車は空気の抵抗を受けないものとする。 図3の紙テープの巨 図3 13 紙 12 紙テープの長さ [1 10 8 6 車止め [cm] 5 おもり 始点 ・おもり 図4 ỈA BÍC|DE|F| NO AC 紙テープの長さ 紙テーブ 13 21098 (cm) 5 4 3 2

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