物理（力学）の質問です、お願いします

質問

高さ102ｍのビルの上から地上に置いた厚さ2mのクッションへ鉄球を落とす。クッションが0.5ｍまで圧縮された場合、減速時の平均加速度は重力加速度の何倍か？空気抵抗、およびクッションに接触した後の重力の作用は無視する。

どういった考え方をすればいいのでしょうか？
回答よろしくお願いします

回答No.1

gohtraw · ベストアンサー

鉄球は１．５ｍだけクッションにめり込んで止まったということですよね？

クッションに達するまでに鉄球は１００ｍ落下します。従って、この時の運動エネルギーはｍｇｈで与えられます（ｍ：鉄球の質量、ｇ：重力加速度、ｈ：落下距離）。

一方、クッションによる加速度をａとすると、鉄球がクッションから受ける力はｍａです。鉄球がクッションに触れてから止まるまで１．５ｍ動く（クッションにめり込む）ので、クッションが鉄球にした仕事は
１．５ｍａ　です。これが上記の運動エネルギーと等しくなります。

お礼

なるほどです！理解できました。
ありがとうございます

回答No.2

shitumon631

高校の物理１の範囲で回答します。
（等加速度直線運動の公式を使います）

鉛直下向きを正とする。
クッションにぶつかる直前の速度をｖとすると
v^2 - 0^2 =2×ｇ×１００　（ｇは重力加速度）　　＾２は２乗のことです
よってｖ＝√２００ｇ

また、鉄球はクッションから１．５ｍ縮んだ位置で一瞬止まるので先ほどと同様にして
0^2 - v^2 =2×a×1.5 (aは平均加速度）
よってa= -(200g)/3 　　ゆえに３分の２００倍
このマイナス符号は加速度が上向きだと表しています。

間違っていたらごめんなさいです

お礼

下の方の解答と合わせて参考になりました。
答えが一致してますし合ってると思います。
今回は回答の早い方をべストアンサーとさせていただきますが、大変助かりました！
ありがとうございました