22 Ⅰ章 力学I 発展例題5 斜面への斜方投射 物理 図のように,傾斜角0の斜面上の点Oから, 斜面と垂直な 向きに小球を初速v で投げ出したところ、小球は斜面上の 点Pに落下した。重力加速度の大きさをgとして,次の各問 A に答え 指針 重力加速度を斜面に平行な方向と垂 直な方向に分解する。 このとき, 各方向における 小球の運動は,重力加速度の成分を加速度とする 等加速度直線運動となる。 解説 (1) 斜面に平行な方向 にx軸, 垂直な方向に y軸をとる (図)。 重力 加速度x成分,y成 分は,それぞれ次のよ うに表される。 0 P (1) 小球を投げ出してから、斜面から最もはなれるまでの時間を求めよ。 (1) (2) OP 間の距離を求めよ。 21 ONL g cose x gsin O P x成分 : gsine y成分: -gcose y方向の運動に着目する。 小球が斜面から最も はなれるとき,y 方向の速度成分vy が 0 となる。 求める時間をとすると, y=-gcostの 式から, 0=vo -gcost Vo t₁=- HKT gcoso (2) Pはy=0 の点であり, 落下するまでの時間 をたとして, y=vat-212gcos0・12の式から、 投 1 0=vot₂gcose-t₂² 2 0から, 1000 0=1₂(vo-129cos0-t₂) WER Vo 発展問題 48,52 t₂ = x=- Vo 200 gcoso x 方向の運動に着目すると,x = 1/23gsine-f2か ら OP間の距離xは, 1 1 200 g sino · 1²9 sine (cose 2= g 2 02v' tane Tg cose** Q Point y方向の等加速度直線運動は,折り 返し地点の前後で対称である。 y = 0 から 方 向の最高点に達するまでの時間と, 最高点から 再び y=0 に達するまでの時間は等しく, 2=2 としてt を求めることもできる。 NAD $180 19211 16h