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物理Iの放物運動の問題です。
Quarksの回答
- Quarks
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添付図のように、投げ出された小球は運動します。 （地上にいる観察者から見た状況です。） 投げ出された瞬間、小球は、ゴンドラの速度 4.9 [m/s] で上向きに進むと同時に、水平方向に投げられた速度 20[m/s] で、水平方向にも進みます。これらの合成速度が、地上から見た初速度ｖ0です。 三平方の定理を使って ｖ0^2=4.9^2＋20^2 ∴ｖ0=…[m/s] ５秒後に地面に戻りました。鉛直方向だけに着目します（鉛直投げ上げ運動と考えることができます）。 小球は、地面からの高さh[m]の所（添付図のゴンドラの所）から4.9[m/s]で上向きに投げ出され、５[s]後に地面に戻りました。 小球の位置ｙは、公式から ｙ＝4.9・t－(1/2)ｇ・t^2 ＝4.9・5－4.9・5^2 =－24.5＝－25[m] －が付いているのは、出発点（ゴンドラ）よりも「下」という意味ですから、図から判断して 投げ出されたところの高さは…[m/s] 飛行中、小球は水平方向には力を受けていませんから、慣性の法則から、水平方向に限って見れば、ずっと同じ速度 20[m/s] を保っています。飛行時間は５[s]でしたから、この間に進む、水平方向の飛距離は 20[m/s]・5[s]＝…[m] 地面に着いたとき、小球は斜め方向に地面にぶつかっています。添付図のθが求めるべき角度です。 地面に着いたときの、鉛直方向の速度は、鉛直投げ上げの公式から ｖy=4.9－ｇ・t ＝4.9－9.8・5 =-44.1[m/s] －は下向きという意味です。 添付図から tanθ=|ｖy|／|ｖx| という関係が認められますから tanθ=44.1/20=…
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