問4と5を教えて下さい。お願いします🙇

物理

高校生

解決済み

4年弱前

問4と5を教えて下さい。
お願いします🙇

3 図1のような,水平な面となめらかにつながった斜画がある。水平面上に重い物体を置き静止させてから、しばらくこの物体を手で押して運動させた。最初,物体が手で押されている間は等加速度直線運動をした。次に,物体が手からはなれた後は水平面上では等連直線運動を,斜面上では等加速度直線運動をした。物体を手で押しはじめた時刻をt=0s として, 手でしばらく物体を押す斜面水平面図1 =0~10,0gの物体の逃度セ [m/s] を図2に示す。なお、図1において、正の向きは水平皿工では右向き,斜面上では斜面に沿って上向きとしている。次の問いに答えよ。問1 物体を手で押していた距離は物体の速度何mか。 (m/s) 0.50 問2 手で物体を押しはじめた位置から斜面までの距離は何 mか。時刻 1(s) 2.0 4.0 6,0 8.0 10.0 問3 斜面上での物体の加速度は何m/s?か。有効効数字2桁で答え -0.50 よ。へ図2 間4 物体は斜面に沿って最大何m上ったか。有効数字2桁で答えよ。問5 手で物体を押しはじめてから再び物体が押しはじめの位置に戻るまでにかかる時間は何sか。レへ

問3 斜面上での物体の加速度は,図2のt=5.0~8,0sの間のァーt グラ動が終わるまー 2.0sである。物体を手で押していた距離は、この20s間問1 図2より,物体が手からはなれる時刻は,はじめの等加速度直線運 3|斜面上の運動のグラフ解答問1 050 m 間2 2.0m 問3 -0.33 m/ 問5 12.0% 問4 0.38 m 解説『ーtグラフのvーtグラフの面積よりャーグラフでは、軸とグラフで囲まれた部分の面積が移動距離を表す。グラフの接線の傾きが加速度を表す。 * 20 × 0.50= 0.50 [m) 2 は、=0~5.0s間のーtグラフの面積より × 2.0 × 0.50 + 0.50 × 3.0= 0.50+1.5= 2.0 (m フの傾きより -0.50-0.50 8.0-5.0 キ -0.33 [m/s =-0.333 向4 図2より、, 物体が斜面上で最も高い位置に到達する時刻は、=0m/s となっている!= 6.5sである。よって、物体が斜面上を上った距離は、も= 5.0~6.5sの間のvーtグラフの面積より ×(6.5-5.0) ×0.50 = 0.375年 0.38 (m) 問5 図2より,物体が斜面を下り終えて水平面に達した時刻はt= 8,0s である。そこから連さ 0.50 m/s で負の向きに等速直線運動をして、問2 で求めた距離2.0 mを運動すると,物体を押しはじめた位置に戻る。この時間をJt [s]とすると (距離) (速さ)×(時間)を 2.0= 0.50 × t 使った。 At=40s よって,物体を押しはじめてから物体が再びはじめの位置に戻るまでにかかる時間は 8.0+ 4.0 = 12.0 [s)

回答

✨ ベストアンサー ✨

たこ焼き

4年弱前

問4　
問2までわかったということは、t=6.0秒から斜面を上り始めている、ということは理解できたということですよね。
v-tグラフを見ると、t=6.5秒までは速度は正だけど、t=6.5秒以降は速度は負ですよね？
問題文を読むと、今回は水平面では右向き、斜面では斜面上向きを正としています。
ということは、t=6.5秒までは右向きあるいは斜面上向きに、
t=6.5秒以降は斜面下向きあるいは左向きに進んでいることがわかります

ということは、物体はt=6.5秒のときから、Uターン(引き返してきている)していることがわかります。

今回は斜面を最大何[m]上ったか、なので、斜面を上っている間の移動距離を求めないといけません。
物体が斜面を上り始めたのはt=5.0秒の時、斜面を下り始めた(Uターンし始めた)のはt=6.5秒の時だから、
　　※よく分からなければ質問してください
斜面を上っている間の移動距離は、v-tグラフのt=5.0秒からt=6.5秒の間の面積、
すなわち、赤の面積を求めればよいから、三角形の面積の公式より　　
　　1.5×0.50÷2=約0.38[m]

続く

たこ焼き 4年弱前

問5
物体がはじめの位置に戻ってくる、ということは、
　手で押され始めてから物体が右向きと斜面上向きに進んだ距離=物体が斜面下向きと左向きに進んだ距離
になる、ということですよね？　
　　※物体が正の向きに進んだ距離とUターンしてきた距離が等しくなる、ということ
　　
とりあえず、物体が手で押され始めてから斜面上向きに進んだ距離はわかりますよね？
物体が水平面を右向きに進んだ距離は問2より2.0[m]
斜面上向きに進んだ距離は問4より0.375[m]
すなわち、手で押され始めてから物体が右向きと斜面上向きに進んだ距離は2.0+0.375[m]

ということは、物体がはじめの位置に戻ってくる、というのは、
物体が斜面下向きと左向きに進んだ距離が2.0+0.375[m]になる、ということですよね。
物体が斜面下向きに進んだ距離はv-tグラフのt=6.5からt=8.0の面積だから0.375[m]
ということは、物体がはじめの位置に戻ってくる、というのは、
物体が水平面を左向きに進んだ距離が2.0+0.375－0.375=2.0[m]
になる、ということ。
　
物体がはじめの位置に戻ってくるまでに水平面を左向きに進んだ時間をt[s]とすると、
物体が水平面を左向きに進んだ距離は、v-tグラフの面積より、t×0.50[m]と表せますよね。
これが、2.0[m]になればよいから、2.0=t×0.50
　　　　　　　　　　　　　　　　 t=4.0[s]

聞かれているのは、物体が手で押され始めてからはじめの位置に戻ってくるまでの時間だから、8.0+4.0=12.0[s]
　※先ほど求めた4.0[s]とは物体がはじめの位置に戻ってくるまでに、
　　水平面を左向きに進む時間ですよね。
　　物体が手で押され始めてから水平面を左向きに進み始めるまでの時間は8.0秒ですよね。

分からなければ質問してください