14 m/s で走っている車が、一定の加速度 1.5 m/s² で 7 s 間加速する。 最終的な速さ v を求めよ。
解答つき運動学ワークシート
1.やさしい
v₀ = 14 m/sa = 1.5 m/s²t = 7 s
v = m/s
2.やさしい
水面から 55 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。 水面に当たる直前の速さ v を求めよ。
v₀ = 0h = 55 mg = 9.81 m/s²
v = m/s
3.ふつう
60 km/h で走っている運転者が障害物を見つける。反応時間は 1 s で、その後、自動車は一定の減速度 6.5 m/s² でブレーキをかける。障害物を見た瞬間からの全停止距離 d を求めよ。
v₀ = 60 km/htr = 1 sa = −6.5 m/s²
d = m
4.ふつう
飛行機が離陸するには 180 km/h の速さが必要で、使える滑走路の長さは 2000 m である。静止状態から出発するとき、必要な一定の加速度 a はいくらか。
v₀ = 0v = 180 km/hs = 2000 m
a = m/s²
5.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 1.5 s の間、一定の上向きの加速度 36 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 = 36 m/s²t1 = 1.5 sg = 9.81 m/s²
t = s
6.むずかしい
石を井戸に静かに落とす。石を放してから 2 s 後に水音が聞こえる。音速は 343 m/s とし、空気抵抗を無視して g = 9.81 m/s² とする。井戸の深さ d を求めよ。
ttotal = 2 svsound = 343 m/sg = 9.81 m/s²
d = m
解答
- 1. v = 24.5 m/s
- 2. v = 32.85 m/s
- 3. d = 38.03 m
- 4. a = 0.625 m/s²
- 5. t = 13.21 s
- 6. d = 18.57 m
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。