この問題がわかりません…

質問

この問題を教えていただけないでしょうか？

気球が地上から初速度0で鉛直上向きに一定の加速度で上昇し、40秒後に高さ98mに達した。このとき、気球から小石を静かにはなした。重力加速度の大きさを9.8m/s^2として、次の問いに答えよ。

(1)気球の加速度の大きさはいくらか。
(2)小石をはなしたときの小石の速度はいくらか。
(3)小石が最高点に達するのは、小石をはなしてから何秒後か。
(4)小石が地面に達するのは、小石をはなしてから何秒後か。

答えは(1)0.12m/s^2
(2)鉛直上向きに4.9m/s
(3)0.50秒後
(4)5.0秒後
になるそうです。

どなたかよろしくお願いします。

回答No.5

htms42

＃４です。
＞有効数字の範囲内で行います。
これは誤解を招きそうです。

「有効数字の考え方に沿って行います」
に変更します。

回答No.4

htms42

＞物理では、計算上では四捨五入した値を使うことはあまりありません

物理でも当然、四捨五入は行います。
有効数字の範囲内で行います。
途中計算は１桁余分に取ると大体有効数字は保障されます。

α＝０．１２２５と割り切れるところまで計算しなければいけないというようなことはありません。（割り切れない時はどうしますか。割り切れても桁数が多くなればどうしますか。）
この問題でしたら２桁出るような範囲で考えればいいのです。
α＝０．１２３でやればｖ＝４．９２となって四捨五入で４．９が出てきます。
途中計算を多くするとずれが積み重なってきます。

同じ原因で起こる高さの変化、速度の変化を見ているのですから両方に共通の値を入れるという考えでいくと
ｈ＝(1/2)αｔ^2
ｖ＝αｔ
からαを消去してｖを分かっている量ｈ、ｔで直接表すというのがいいでしょう。
ｖ＝２ｈ／ｔ＝２×９８／４０＝４．９
これはαを求める時の式で出てきた分数を割り算を実行せずにそのままｖの計算に回すというのと同じです。

（ｈ、ｔ）→α→ｖ
ではなくて
（ｈ、ｔ）→α
（ｈ、ｔ）→ｖ
と考える事になります。

掛け算でも桁が多くなりますから計算を実行していれば大変です。
可能な限り文字式で変形します。
測定値を入れるのは最終段階です。

回答No.3

FGLPQR

No.1で回答した者です。
物理では、計算上では四捨五入した値を使うことはあまりありません。（計算精度が落ちますので）
加速度0.1225m/s^2を用いることで、4.9m/sは出てきますね。

回答No.2

AoDoc

(1)の計算結果が間違っていると思います。
　 t=40sec、h=98m α=2h/(t^2)=0.1225
　α=0.12で計算しますと(2)は4.8となります。ご確認下さい。

お礼

回答ありがとうございます。

四捨五入して計算していました。
気球の加速度を0.1225で計算すればいいのでしょうか？

回答No.1

FGLPQR

どこまで考えたかを記してください。
高校の課題の丸投げにしか見えません。
ヒントだけ出しておきます。
(1)は変位の式(教科書・参考書を見てください)から加速度をもとめられます。
(2)は小石の初速度は気球の速度と一緒です。
(3)は速度の式(これも教科書・参考書参照)に各パラメータを代入してください。小石が最高点に達するときは速度はどうなりますか？
(4)は小石の初速度、加速度、変位の式に代入しましょう。気球の位置を基準とすれば、地面の位置は-98mですね。

お礼

回答ありがとうございます。

(1)はできています。
x=Vot+1/2at^2の式を使って求めました。

(2)は V=Vo+atに当てはめると、4.8m/sと出しているんですが、答えとは違いますしここからどうすればいいのかわかりませんでしたし、これがいるのかどうかわかりませんでした。

(3)(4)は(2)がわからなかったので、飛ばしています。
(2)がわかればできそうなんですが。。。

軽率な質問、申し訳ありませんでした。