Taro-解答例NO3放物運動H16

Similar documents
<4D F736F F D2089F082AF82E997CD8A7796E291E A282EB82A282EB82C8895E93AE2E646F63>

.( 斜面上の放物運動 ) 目的 : 放物運動の方向の分け方は, 鉛直と水平だけではない 図のように, 水平面から角 だけ傾いた固定した滑らかな斜面 と, 質量 の小球を用意する 原点 から斜面に垂直な向きに, 速さ V で小球を投げ上げた 重力の加速度を g として, 次の問い に答えよ () 小

物理演習問題

数値計算で学ぶ物理学 4 放物運動と惑星運動 地上のように下向きに重力がはたらいているような場においては 物体を投げると放物運動をする 一方 中心星のまわりの重力場中では 惑星は 円 だ円 放物線または双曲線を描きながら運動する ここでは 放物運動と惑星運動を 運動方程式を導出したうえで 数値シミュ

Microsoft PowerPoint - 1章 [互換モード]

<4D F736F F F696E74202D20836F CC8A C58B858B4F93B982A882E682D1978E89BA814091B28BC68CA48B E >

( 慣性抵抗 ) 速度の 2 乗に比例流体中を進む物体は前面にある流体を押しのけて進む. 物 aaa 体の後面には流体が付き従う ( 渦を巻いて ). 前面にある速度 0 の流体が後面に移動して速度 vとなったと考えてよい. この流体の質量は単位時間内に物体が押しのける体積に比例するので,v に比例

Review Test 1 センター試験対策 物理 I [ 力学編 ] 単元別総復習 6 回分 このテストは 大学入試攻略の部屋で配布されている Excel でセンター対 策 [ 物理 ] with CAT on Excel の印刷版です 同じ問題が Excel の画面上で簡単に解くことができて,

ÿþŸb8bn0irt

ÿþŸb8bn0irt

数学 Ⅲ 微分法の応用 大学入試問題 ( 教科書程度 ) 1 問 1 (1) 次の各問に答えよ (ⅰ) 極限 を求めよ 年会津大学 ( 前期 ) (ⅱ) 極限値 を求めよ 年愛媛大学 ( 前期 ) (ⅲ) 無限等比級数 が収束するような実数 の範囲と そのときの和を求めよ 年広島市立大学 ( 前期

剛体過去問解答例 2 1.1) 長さの棒の慣性モーメントは 公式より l I G = Ml /12 A 点のまわりは平行軸の定理より 2 2 I A = Ml /12 + M ( l / 2) = Ml 2 / 3 B y 2) 壁からの垂直抗力を R, 床からの垂直抗力と摩擦力を N,f とすると

PowerPoint プレゼンテーション

計算機シミュレーション

Q

Microsoft Word - 中2数学解答【一問一答i〜n】.doc.pdf

DVIOUT-SS_Ma

線積分.indd

vecrot

2018年度 岡山大・理系数学

大阪大学物理 8 を解いてみた Ⅱ. 問 ( g cosq a sin q ) m - 台 B 上の観測者から見ると, 小物体は, 斜面からの垂直抗力 N, 小物体の重力 mg, 水平左向きの慣性力 ma を受け, 台 B の斜面と平行な向きに運動する したがって, 小物体は台 B の斜面に垂直な方

物体の自由落下の跳ね返りの高さ 要約 物体の自由落下に対する物体の跳ね返りの高さを測定した 自由落下させる始点を高くするにつれ 跳ね返りの高さはただ単に始点の高さに比例するわけではなく 跳ね返る直前の速度に比例することがわかった

計算での注意 : 文字式で計算し 数値計算は最後にする 文字にはそれぞれ意味がある 質量 ss 力 foc 加速度 cclion 速度 loci など 質点 : 大きさの無視できる物体 質量をもつ 自身の周りの回転運動は考えない 例えばコマは その位置を変える事なく回転運動し その運動エネルギーを持

平成 年 月 7 日 ( 土 第 75 回数学教育実践研究会アスティ 45 ビル F セミナールーム A 札幌医科大学 年 P ab, を正の定数とする 平面上において ( a, を中心とする円 Q 4 C と (, b を中心とする円 C が 原点 O で外接している また P を円 C 上の点と

Microsoft Word - 中村工大連携教材(最終 ).doc

1 次関数 1 次関数の式 1 次の表は, ろうそくを燃やした時間 x 分と残りのろうそくの長さ ycm の関係を表しています 次の問いに答えなさい x( 分 ) y(cm ) (1) 上の表のをうめなさい (2) ろうそくは,5 分間に何 cm 短くなっていく

OCW-iダランベールの原理

頻出問題の解法 4. 絶対値を含む関数 4.1 絶対値を含む関数 絶対値を含む関数の扱い方関数 X = { X ( X 0 のとき ) X ( X <0 のとき ) であるから, 絶対値の 中身 の符号の変わり目で変数の範囲を場合分けし, 絶対値記号をはずす 例 y= x 2 2 x = x ( x

学力スタンダード(様式1)

2 図微小要素の流体の流入出 方向の断面の流体の流入出の収支断面 Ⅰ から微小要素に流入出する流体の流量 Q 断面 Ⅰ は 以下のように定式化できる Q 断面 Ⅰ 流量 密度 流速 断面 Ⅰ の面積 微小要素の断面 Ⅰ から だけ移動した断面 Ⅱ を流入出する流体の流量 Q 断面 Ⅱ は以下のように

木村の物理小ネタ ケプラーの第 2 法則と角運動量保存則 A. 面積速度面積速度とは平面内に定点 O と動点 P があるとき, 定点 O と動点 P を結ぶ線分 OP( 動径 OP という) が単位時間に描く面積を 動点 P の定点 O に

Microsoft Word - 201hyouka-tangen-1.doc

ÿþŸb8bn0irt

木村の物理小ネタ 単振動と単振動の力学的エネルギー 1. 弾性力と単振動 弾性力も単振動も力は F = -Kx の形で表されるが, x = 0 の位置は, 弾性力の場合, 弾性体の自然状態の位置 単振動の場合, 振動する物体に働く力のつり合

測量試補 重要事項

外から中心に投げたボールの動画 1 中心に向かってまっすぐ投げる 回転盤でボールをキャッチ 円盤の回転速度とボールの速度を合わせれば, 投げたボールを取れる ( 投げた人にはボールが回ってくるように見える ) 投げてからの時間は, 回転の半周期 円盤の外から見る図斜めに飛んでいく 投げた人が見る図コ

平成 31 年度 豊島岡女子学園中学校 < 第 3 回 > 算数 くわしい解説 すぐる学習会 1 (1) イ ア ウ ア = = イ = 1 - = ウ = = (2) 工

学習指導要領

相対性理論入門 1 Lorentz 変換 光がどのような座標系に対しても同一の速さ c で進むことから導かれる座標の一次変換である. (x, y, z, t ) の座標系が (x, y, z, t) の座標系に対して x 軸方向に w の速度で進んでいる場合, 座標系が一次変換で関係づけられるとする

2011年度 大阪大・理系数学

<48616E616B6F31352D8CF68EAE8F5797CD8A772E6A6864>

1 対 1 対応の演習例題を解いてみた 微分法とその応用 例題 1 極限 微分係数の定義 (2) 関数 f ( x) は任意の実数 x について微分可能なのは明らか f ( 1, f ( 1) ) と ( 1 + h, f ( 1 + h)

48 * *2

θ T [N] φ T os φ mg T sin φ mg tn φ T sin φ mg tn φ θ 0 sin θ tn θ θ sin φ tn φ φ θ φ mg θ f J mg f π J mg π J J 4π f mg 4π f () () /8

ギリシャ文字の読み方を教えてください

Microsoft Word - thesis.doc

【FdData中間期末過去問題】中学数学1年(比例と反比例の応用/点の移動/速さ)

2011年度 筑波大・理系数学

代数 幾何 < ベクトル > 1 ベクトルの演算 和 差 実数倍については 文字の計算と同様 2 ベクトルの成分表示 平面ベクトル : a x e y e x, ) ( 1 y1 空間ベクトル : a x e y e z e x, y, ) ( 1 1 z1

<4D F736F F D F D985F91E E E291E F0939A97708E F0939A816A2E646F63>

Phys1_03.key


< F31332D A CB38E7793B18C7689E62E6A7464>

20~22.prt

測量士補試験 重要事項 基準点測量「偏心補正計算」

学習指導要領

学習指導要領

<4D F736F F D E4F8E9F82C982A882AF82E98D7397F1>

Microsoft Word - スーパーナビ 第6回 数学.docx

<4D F736F F D20824F B CC92E8979D814696CA90CF95AA82C691CC90CF95AA2E646F63>

ギリシャ文字の読み方を教えてください

テレビ講座追加資料1105

ここで, 力の向きに動いた距離 とあることに注意しよう 仮にみかんを支えながら, 手を水平に 1 m 移動させる場合, 手がした仕事は 0 である 手がみかんに加える力の向きは鉛直上向き ( つまり真上 ) で, みかんが移動した向きはこれに垂直 みかんは力の向きに動いていないからである 解説 1

平成 31 年度 前期選抜学力検査問題 数学 ( 2 時間目 45 分 ) 受検番号氏名 注 意 1 問題は, 表と裏にあります 2 答えは, すべて解答欄に記入しなさい 1 次の (1)~(7) の問いに答えなさい (1) 3 (-2 2 ) を計算しなさい 表合計 2 次の (1)~(6) の問

三重大学工学部

自由落下と非慣性系における運動方程式 目次無重力... 2 加速度計は重力加速度を測れない... 3 重量は質量と同じ数値で kg が使える... 3 慣性系における運動方程式... 4 非慣性系における運動方程式... 6 見かけの力... 7 慣性系には実在する慣

【FdData中間期末過去問題】中学数学2年(連立方程式計算/加減法/代入法/係数決定)

数学 ⅡB < 公理 > 公理を論拠に定義を用いて定理を証明する 1 大小関係の公理 順序 (a > b, a = b, a > b 1 つ成立 a > b, b > c a > c 成立 ) 順序と演算 (a > b a + c > b + c (a > b, c > 0 ac > bc) 2 図

Microsoft Word - 微分入門.doc

2010年度 筑波大・理系数学

学習指導要領

2017年度 千葉大・理系数学

問 一 次の各問いに答えなさい

Chap2.key

PSCHG000.PS

問題-1.indd

<4D F736F F D EBF97CD8A B7982D189898F4B A95748E9197BF4E6F31312E646F63>

学習指導要領

<4D F736F F D20959F93878DC48F4390B E F6E82CC895E93AE95FB92F68EAE82C68AB590AB97CD2E646F63>

スライド 1

数学○ 学習指導案

機構学 平面機構の運動学

Microsoft Word - 1B2011.doc

FdData中間期末数学2年

Microsoft Word - t30_西_修正__ doc

2013年度 九州大・理系数学

07 年度センター試験物理 問 5 ウ 気温が低くなるほど音速は遅くなるので, 上空より地表のほうが音速は遅い エ 地表から斜め上方に出た音波は, 屈折の法則より音速が大きいと屈折角も大きくなるの で, 大きく地表に向かって曲がっていく したがって, 遠くの地表面上に届きやすくなる ( 答 ) 5

1/12 平成 29 年 3 月 24 日午後 1 時 1 分第 3 章測地線 第 3 章測地線 Ⅰ. 変分法と運動方程式最小作用の原理に基づくラグランジュの方法により 重力場中の粒子の運動方程式が求められる これは 力が未知の時に有効な方法であり 今のような 一般相対性理論における力を求めるのに使

3回

学習指導要領

p tn tn したがって, 点 の 座標は p p tn tn tn また, 直線 l と直線 p の交点 の 座標は p p tn p tn よって, 点 の座標 (, ) は p p, tn tn と表され p 4p p 4p 4p tn tn tn より, 点 は放物線 4 p 上を動くこと

Microsoft Word - 町田・全 H30学力スタ 別紙1 1年 数学Ⅰ.doc

学習指導要領

PowerPoint プレゼンテーション

< BD96CA E B816989A B A>

物理学 (4) 担当 : 白井 英俊

例題1 転がり摩擦

19年度一次基礎科目計算問題略解

数学と理科の接点 中学生にわかる微積分学 おさらい編 岡田耕三 ( 岡山大学大学院自然科学研究科 ) 1

【FdData中間期末過去問題】中学数学2年(連立方程式の応用2/速さ/数の問題)

Transcription:

放物運動 解答のポイント 初速度, 水平との角度 θ で 高さ の所から投げあげるとき 秒後の速度 =θ =θ - 秒後の位置 =θ 3 ( 水平飛行距離 ) =θ - + 4 ( 高さ ) ~4 の導出は 基本問題 参照 ( 地上から投げた場合の図 : 教科書参照 ) 最高点の 高さ 最高点では において = 水平到達距離 より 最高点に到達する時刻 を求め 4に代入すると最高点の高さH 地上では 4において = 地上につくときの時刻 を求め 3に代入すると飛行距離 Rがでる ( のときは 4(の 次方程式 ) を解の公式で解く ) 軌道の方程式は 3 4 から時刻 を消去して と の関係式を求める 3 式から を求め それを 4 式に代入する 最高点 飛行距離 ( 最高到達距離 ) 軌道の方程式は基本問題 参照 - -

( 基本問題 ) 質量 mのボールを高さのビルから初速度 水平との角度 θの方向に 投げ上げた このとき 水平方向 鉛直方向の運動方程式をたて 秒後の速度と位置を 求めなさい ただし 水平方向に 軸 鉛直方向に 軸を取り 地上を原点とする ( 解答例 ) 図を書いて 力を書き込み 力の 成分 成分を求める 働く力は F=( -m ) F= ( 力なし 等速 ) F=-m ( 一定の力 ) 次元の直線運動ではないので 方向それぞれについて運動方程式を立てる 方向の加速度をa,aとして < 方向 > < 方向 > () 運動方程式 () 運動方程式 ma= ma=-m () 水平方向の加速度 () 鉛直方向の加速度 a = a=- ( 等加速度 ) 3 初速度 水平との角度 θの方向に投げたときの 秒後の速度を求める () 方向の初速度を求める 図より 方向の初速度 方向の初速度 = θ = θ θ ()= o +aに前問 () および 3() を代入して 秒後の速度を求める 水平方向の速度鉛直方向 ( 上下方向 ) の速度 = +a = +a = θ = θ- 4 秒後の位置を求める 高さの所から投げ上げたとすると = = よって 秒後の水平距離は よって 秒後の高さは ()=+ ()= + + / a = θ =+ θ - / - -

( 基本問題 ) 高さのビルから初速度 角度 θの方向に質量 mの物体を投げ上げた () 運動方程式 ma= a= ma=-m a=- () 物体の 秒後の速度 () () および 秒後の位置 () () ()= θ () ()= θ- () ()= θ (3) ()= + θ - / (4) (3) 物体の最高点の高さHと その時の時刻 最高点では鉛直 方向の速さがなので () より ()= θ-= = θ/ () その時の高さは 秒後の高さを表す (4) に時刻 の () 四季を大入して ()= + θ - / =+ θ/ - / ( θ/) =+ θ/ (4) 物体が地上に落下するときの時刻 水平到達距離 R その時の速度 V V 地面に落ちるときは 高さ= 解の公式 よって (4) 式より この 次方程式を解いて 落下時間を求めるこの時 解の公式を使う a +b+c= b b a 4 ( ) ( ) の解は 4ac 題意より > ( 平方根の前の符号が + のもの ) が解 飛行距離 R は (3) に を代入して ( ) 速度は () () に を代入して V = ( )= θ 方向の力 =なので 加速度 つまり 等速 ( 初速度を保つ ) - 3 -

V ( ) () 軌道の方程式は位置を表す (3) (4) 式より時刻 を消去する (3) より ( ) これを (4) 式に代入して と の方程式にする an これは上に凸の放物線の方程式であり 最高点は an an an よって これは放物線 =- a( - b) +c の形をしているので 最大値は =b のとき =c となる よって 高さ の最高点は のとき () 真上に投げるとき 加速度 - の等加速度直線運動をするので ( ) ( ) () () ただし 鉛直上向きを 軸の正の向きとする - 4 -

(a) 自由落下なので = m/s かつはじめの高さ = を (),() に代入して 秒後の速度および位置 ( 高さ ) は ( ) ( ) (3) (4) 地面に落ちたとき = なので (4) 式より.4( s) その時の速さは (3) 式より (.4).4 3.9( m / s) 着地時は下向きなので - 符号がつく (b) 下向きに m/s で投げるとき =- m/s を代入して ( ) ( ) 地上に落ちたとき = より その速さは 96 4.9 (.). 4.9( m / s).( s) (c) 真上に m/s で投げ上げるので = m/s ( ) ( ) 最高点では = より このときの高さは () に =/ を代入して 地上に落ちたとき = より /.( s) ( / ).8. 3m 96 4.9.3( s) その速さは (.).3 4.9( m / s) m/s で真下に投げる時と真上に投げあげる時とでは 着地時の速度は同じ - -

() 高さ の所から初速度 角度 θ で投げ上げたとき 秒後の速度は 方向 ( ) 方向 ( ) 秒後の位置は 方向 ( ) 3 方向 ( ) 4 () 題意より =,= = m/s θ= 3 よって 秒後の速度は 方向 () 3 3 方向 ( ) 3 9. 8 秒後の位置は 方向 ( ) 3 3 方向 ( ) 4.9 4 最高点では = より 式を使って.( s) 最高点の高さは を 4 式に代入して. 4.9..( m) 6 地上では=なので 4 式を使って 4.9.4( s) 4.9 7 飛行距離は 7 式を 3 に代入して ( ) 3.4 3.3( m) 8 () 同じ速さで角度 6 で投げたとき 秒後の速度は 方向 ( ) 6 ( ) 6 3 9. 8 方向 - 6 -

秒後の位置は 方向 ( ) 3 方向 ( ) 3 4.9 4 最高点では = より 式を使って 最高点の高さは を 4 式に代入して 3.77( s) 3.77 4.9.77.3( m ) 6 地上に着く時間は = より 4 式から ( ) 3 4.9 3 / 4.9 ( 3 3.3( s) 4.9 ) 飛距離はこれを3 に代入して ( ) 3.3 3.3( m) 角度 6 度で投げ上げたときの最高点の高さと飛距離は H=.3(m) R=3.3(m) 地上に着くまでの時間と最高点の高さは角度 3 で投げたときと異なるが 飛距離は角度 3 の場合と 6 の場合は 両方とも同じになる (3) 高さのある場所から投げ上げる問題 () 秒後の速度と位置の基礎式 ( ) ( ) ) ( ( ) に A B C 君の初期条件を入れていく はじめの高さは 3 つとも =. A 君 ( リンゴ ): 真下に落としたので 初速度は o = これを代入して はじめの角度は θ=7 = 3 π/ ( ) ( ) ( 3 ( 3 / ) / ), - 7 -

( ) ( ),. B 君 ( ボール ): 初速度は o =(m/s) これを代入して ( ) ( ) ( ) ( ) 水平に投げたので θ= 故に = =.().(),.., C 君 ( 石 ): 初速度は o =(m/s) 角度はθ=4 これを代入して ( ) ( / 4) 7. ( ) ( / 4) ( ) 7. ( ) / ()(a) はじめの高さを とすると 秒後の高さは ( ) 地面に落ちるときは = より この 次方程式を解いて 落下時間を求める この時 解の公式を使う 解の公式 a +b+c= b b a の解は 4ac (a) 落下時間を求める 地上に落ちた時の時間は = と置いて求めればよい A 君 : よって落下時間は A. - 8 -

B 君 : よって落下時間は B. C 君 : これは に対しての 次方程式であるので 解の公式を使う ( ) 4 ( ) C ( ) C >の解のみが適しているので C =.96(s) よって A,Bが. 秒後に同時に落ち Cは.96 秒後に落下する (b) 落下地点は () で求めたそれぞれの () に落下時間を代入して飛距離を求める 代入して計算すると R R R A B C,..,.96 3.9 よって C 君が一番遠くまで飛ぶ < 参考 最高点までの時間と 落下時間の関係について > C 君の投げた石が最高点に達するのは 4.7 一方 落下するのに要する時間は C この両方を比べると =.96(s) 高さのある点から投げた時 落下時間 最高点までの時間 つまり 落下するまでの時間は 最高点までの時間の 倍とはならない 次の図,はそれぞれ物体を地上から投げたときと 高いところから投げたときの軌道の略図である 図 は地上から投げた場合で 軌道は最高点で左右対称であり 最高点までの時間の 倍が落下時間になる 図 は高いところから投げた場合で 左右非対称であり 最高点までの時間の 倍より落下時間が長くなる - 9 -

図 地上からの投げ上げ (c= ) 図 高所からの投げ上げ (c> ) (4) 弾丸の初速度を とする 秒後の猿と弾丸の位置は 猿 : = - () 弾丸 := α - () = α (3) 弾丸が水平距離 だけ飛んだ時 その時刻は (3) より = (4) α このとき 猿と弾丸の高さの差は ()-() より Δ= - = - α α = - Δ= an α ここで an α= より = となり 弾丸は猿に命中する また その位置は (4) を () に代入して = - α - -