真上に速さ 14.7m/sで投げ上げた｡ 小球 Aは, 投げ上げた地点を通過して地面に達した。 重力加速度の 大きさを9.8m/s²として,次の各問に答えよ。 (1) 小球Aが地面に達するのは、 投げ上げてから何s後か。 (2) 小球Bをビルの屋上から自由落下させる。 小球AとBを 同時に地面に到達させるためには、小球Aを投げ上げてから 何s後に小球Bを落下させればよいか。 44.2球の投げ上げ小球Aを鉛直上向きに投げ上げ、最高点に 達した瞬間に､小球Bを地面から鉛直上向きに速さ。で投げ上げ た。このとき、図のように、小球Aは地面から高さんの点にあり、 小球Bの真上に位置していた｡ 小球Aが最高点に達した時刻を f = 0, 小球 A,Bが衝突する時刻をt, 重力加速度の大きさを として、次の各問に答えよ。 (1) 衝突時における小球 A, B の地面からの高さを (2) 時刻, 0, h を用いて表せ。 (3) 衝突時における小球 A, B の地面からの高さを 1₁=h Vo (3) (2) の結果を, (1) のya の式に代入すると, gh² =h- 2 - 1/2 gt₁,² = n − 1 1/2 g (h) ² = ₁ 2v, ² んー 2-1/2 gt₁²=v₁t₁-1/2 gt₁² YA=h- VB = Vot₁- - 1/2gt² (2) 時刻において, 小球A, Bは衝突するので、両者の地面からの高 さは等しく, y = ys となる。 これに (1) の結果を代入すると h-gh² 2002 ->0 14.7m/s 19.6m を含まない式で表せ。 (4) 小球Bが最初に地面に落下する前に小球Aと衝突するための条件を求めよ。 26²> 0h gh 2 V₂> AO ④ 小球A, Bの衝突する高さが,地面よりも上となる条件を求めれば 「よい。 (3) の結果を利用して, YA> 0 とすると, gh 2 h を含んだ式でそれぞれ表せ。 BQ.. 45. 気球からの投げ上げ 解答 (1) 2.8m (2) 鉛直上向きに 7.7m/s (3) 鉛直下向きに 4.9m/s 指針 1.0s 間で気球が上昇した距離は, 投げ上げた位置からすれ違っ た位置までの高さに等しい (図)。 地面から見たとき, 小球は, 気球の上 昇する速度と, 気球に対する小球の初速度を合成した速度で、 投げ上げ られたように見える。 (3) 気球に対する小球の相対速度, すなわち, 気 球から見た小球の速度は, 気球→小球小球として求められる。 解説 (1) 気球は1.0s 間, 鉛直上向きに 2.8m/sの速さで等速直線 運動をしているので, 上昇距離 x [m] は, x=vt=2.8×1.0=2.8m 小球A (2) 小球を投げ上げた位置を原点に,鉛直上向きを正とするy軸をとる。 小球は, t=1.0sのときにy=2.8mの位置で気球の上端Pとすれ違う ので、地面から見た小球の初速度をv[m/s] とすると 小球B 別解(3 入しても同 れる｡ VB Vo X- =h- y[m] gh 20 は速 あり、 答に適さ 0 鉛直