6 m/s で走っている車が、一定の加速度 2.5 m/s² で 12 s 間加速する。 この間に車が進む距離 s を求めよ。
解答つき運動学ワークシート
1.やさしい
v₀ = 6 m/sa = 2.5 m/s²t = 12 s
s = m
2.やさしい
水面から 20 m の高さの橋から、石を静かに落とす。空気抵抗を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 水面に達するまでの時間はどれだけか。t を求めよ。
v₀ = 0h = 20 mg = 9.81 m/s²
t = s
3.ふつう
120 km/h で走っている車が、一定の減速度 5 m/s² でブレーキをかけて停止する。 ブレーキをかけてから停止するまでの時間 t を求めよ。
v₀ = 120 km/ha = −5 m/s²v = 0
t = s
4.ふつう
一定の 24 m/s でスピード違反をしている車が、停車中のパトカーの横を通過する。その瞬間、パトカーが発進し、2 m/s² で一様に加速する。 パトカーは出発点からどれだけ離れた所で追いつくか。d を求めよ。
vcar = 24 m/sapolice = 2 m/s²v0,police = 0
d = m
5.むずかしい
球 A を高さ 20 m から静かに落とす。同時に、その真下の地面から球 B を 29 m/s で真上に投げ上げる。空気抵抗を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 2 つの球は地面からどれだけの高さ y で出会うか。
H = 20 mv0B = 29 m/sg = 9.81 m/s²
y = m
6.むずかしい
モデルロケットを静止状態から真上に打ち上げる。エンジンは 3 s の間、一定の上向きの加速度 24 m/s² を与え、その後エンジンが止まってロケットは自由に運動する。空気抵抗を無視し、g = 9.81 m/s² とする。 打ち上げから地面に落ちるまでの時間はどれだけか。t を求めよ。
a = 24 m/s²t1 = 3 sg = 9.81 m/s²
t = s
解答
- 1. s = 252 m
- 2. t = 2.019 s
- 3. t = 6.667 s
- 4. d = 576 m
- 5. y = 17.67 m
- 6. t = 19.05 s
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。