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この記事で学べる内容 ・ 加速度とは何か ・ 加速度の公式の導出と,問題の解き方 ・ 加速度のグラフの考え方 物理基礎を習う前までは,物体の運動を等速直線運動として扱うことが普通でした。 しかし, 物体の運動は早くなったり遅くなったりするのが普通 です。 物理では,物体が速くなることを「加速」と言います。 今回は,物体が速くなる運動(加速運動)について,可能な限り わかりやすく簡単に解説 を行いたいと思います。 加速度とは 加速度 a[m/s 2 ] 単位時間あたりの速度変化。つまり, 1秒でどれくらい速く(遅く)なったか。 記号は「a」,単位は[m/s 2] 加速度とは 「単位時間あたりの速度変化」 のことであり,aという記号を使います。 単位は[m/s 2 ](メートル毎秒毎秒)です。 加速度を簡単に説明すると, 1秒でどれくらい速くなったか ,という意味です。 なお,遅くなることは減速と言わず,負の加速(加速度がマイナス)と言います。 例えば,2秒毎に速さが3m/sずつ速くなっている人がいたとします。 加速度とは「1秒でどれくらい速くなった」のことを言うため, この人の加速度はa=1. 5m/s 2 となります。 どのように計算したかと言うと, $$3÷2=1. 5$$ というふうに計算しています。 1秒あたり ,どれくらい 速度が変化したか ,なので,速度を時間で割っているということですね。(分数よりも少数で表すことが多いです。分数が間違いというわけではありません。) ちなみに,速度[m/s]を時間[s]で割っているため, $$m/s÷s=m/s^2$$ という単位になっています。 m/sの「 / 」の部分は分数のように考えることができるので, $$\frac{m}{s}÷s=\frac{m}{s^2} $$ と考えることができます。 このとき, この図のように,運動の一部だけを見て $$9÷4=…$$ のように計算してはいけません。 運動のある 2つの部分を見比べ て, 「2秒で3m/s速くなった!」ということを確認しなければならない のです。 加速度aを求める計算式は $$a=\frac{9-6}{4-2}\\ =\frac{3}{2}\\ =1.
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0s\)だということがすでに求まっていますので、「運動の対称性」を利用する方が早いです。 地面から最高点まで\(2. 0s\)なので、運動の対称性より、最高点から地面に落下するまでの時間も\(2. 0s\)である。 よって、\(4. 0s\)。 これが最短コースですね。 さて、その時の速さですが、一つ注意してください。ここで聞いているのは速度ではなく速さです。 つまり、計算結果にマイナスが出てしまった場合でも、速度の大きさを聞いていますので、勝手にプラスに置き換えて、正の数として答えなければいけないということです。 \(v=v_0-gt\) より、落下に要する時間が\(t=4. 0s\)であるから、 \(v=19. 8×4. 0\) \(v=19. 6-39. 2\) \(v=-19. 6≒-20\) よって小球の速さは、\(20m/s\)。
4[s]$$$$v = gt =9. 8*1. 4 = 14[m/s]$$ 4. 8 公式③より距離xは $$x = 9. 8*5+\frac{1}{2}*9. 8+5^2 = 171. 5[m]$$ また速さvは公式①より$$v = 9. 8 + 9. 8*5 = 58. 8[m/s]$$ 4. 9 落下時間をt1、音の伝わる時間をt2、井戸の高さをy、音速をvとすると$$y= vt_{2}$$公式③より$$y = \frac{1}{2}gt_{1}^2$$$$t_{1} = \sqrt{\frac{2y}{g}}$$t1 + t2 = tとすると$$t = \sqrt{\frac{2y}{g}} + \frac{y}{v}$$$$(t - \frac{y}{v})^2 = \frac{2y}{g}$$$$y^2 - 2yv^2(\frac{t}{v} + \frac{1}{g}) + v^2t^2 = 0$$yについての2次方程式とみて $$y = v^2(\frac{t}{v} + \frac{1}{g}) ± v\sqrt{v^2(\frac{t}{v} + \frac{1}{g})^2 - t^2}$$ これらに数値を代入するとy = 10. 6[m], 24601[m]であり、解答として適切なのは10. 6[m]となる。 4. 10 気球が5[m/s]で上昇しているため、初速度5[m/s]の鉛直投げ上げ運動を考える。 高さh[m]の地点から石を落としたとすると公式③より$$y = 5*10 - \frac{1}{2}*9. 8*10^2+h$$y = 0として整理すると$$h = 440[m]$$ 4. 11 (a)公式①より $$v = v_{0}sin30° - gt = 50sin30° - 9. 8*3 = -4. 4[m/s]$$ (b)公式①より$$0 = 50sin30° - 9. 8t$$$$t = \frac{50sin30°}{9. 8} = 2. 55[s]$$公式③より$$y = 50sin30° - \frac{1}{2}gt^2 = 31. 9[m]$$ (c)問題(b)のtを2倍すればよいから 2. 55*2 = 5. 1[s] (d)公式①より$$x = 5. 1*50cos30° = 221[m]$$ 4. 等 加速度 直線 運動 公式サ. 12 これは45度になります。 計算過程など理由は別の記事で詳しく書きましたのでご覧ください 物を最も遠くへ投げられるのは45度なのはなぜか 4.
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