知識 16 応用例題1等加速度直線運動と相対速度 止まっていた自動車Aが一定の加速度で走り始めた。Aが走り始めた瞬間に,Aの 横を10m/sの一定の速さでAが動く向きに走ってきた自動車Bが追い越していった。 Aは走り始めてから 100m 走ったところでBと同じ速度になった。 Aの加速度の大きさはいくらか。 (2)AがBに追いつくまでの走行距離を求めよ。 (3)AがBに追いついたとき,Aから見たBの相対速度を求めよ。 ! センサーフ 時刻 t = 0 に位置x=0を 同時に通過 (出発) したもの として考える。 解説 自動車 A が走る向きをx軸の正の向きとする。 v=0 加速度 α a →10m/s -100 m- 10m/s を であ (1) 23 (3) 知識 17 上泉 上昇1234 →UA グラフ (1) (2) (3) →10m/s グラフ (4) v[m/s] 自動車A- 自動車B 10 DOD B -x (m]- 知識 (1)Aの加速度をα[m/s] とすると,ぴ-v=2axより, 10°-02=2a×100 ゆえに,a= 0.50m/s2 (2)A が発進してから自動車Bに追いつくまでの距離を x[m], かかった時間を [[s] とすると, 1 2 A について, x=vot+=aťより,x=0+≒×0.50t…① Bについて, x=vtより, x=10t 0+1/2×0.50 [発展] 18 船 (1) (2) …② t[s] 式 ①,②よりを消去すると, x= 速度が同じ ると、よ=1/2x0.50×(赤)~ IC 知 グラフ 1 になる時刻 AがBに追い つく時刻 x(x-400)=0 ゆえに、x=400m (x=0は不適) 物 三角形と長方形の面積が等しく なる時刻にAがBに追いつく (3)追いついたときのAの速度をva [m/s] とすると, v=2ax より vA-02=2×0.50×400 ゆえに,ひA=√2×0.50×400=20m/s Aから見たBの相対速度を v^B [m/s] とすると, VAB=UB-VAより, VAB=10-20=-10m/s よって,進む向きと逆向きに10m/s (1 (2