6 m/s で走っている車が、一定の加速度 1 m/s² で 5 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 = 6 m/sa = 1 m/s²t = 5 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。 水面に達するまでの時間はどれだけか。t を求めよ。
v₀ = 0h = 55 mg = 9.81 m/s²
t = s
3.ふつう
一定の 18 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、2.5 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 = 18 m/sapolice = 2.5 m/s²v0,police = 0
d = m
4.ふつう
飛行機が離陸するには 240 km/h の速さが必要で、使える滑走路の長さは 1400 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 = 240 km/hs = 1400 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 3 s の間、一定の上向きの加速度 34 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 = 34 m/s²t1 = 3 sg = 9.81 m/s²
t = s
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 40 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。 ロケットが達する最高の高さ hmax を求めよ。
a = 40 m/s²t1 = 3 sg = 9.81 m/s²
hmax = m
解答
- 1. v = 11 m/s
- 2. t = 3.349 s
- 3. d = 259.2 m
- 4. a = 1.587 m/s²
- 5. t = 25.2 s
- 6. hmax = 913.9 m
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