物理の問題です。 [水平投射］の問題です。 地面より9.8mの高さから、小球3.0msで水平に投げ出

物理の問題です。
[水平投射］の問題です。

地面より9.8mの高さから、小球3.0msで水平に投げ出した。
投げ出した所の真下の点から、小球の落下地点までの水平距離L を求めよ。

答えは4.2mになりますが

解法を教えてください。

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2022/10/18 09:41

No.1 です。

すべて、公式（およびその導き方）は教科書に載っているので、結果だけ書きます。
下記の①～⑦がどういう意味なのかは、きちんと教科書を読んで確認すること。

（鉛直方向）等加速度運動
・加速度：ay = -g = -9.8 [m/s^2]　　　①
・速度：Vy(t) = -gt = -9.8t [m/s]　　　②
・変位：y(t) = -(1/2)gt^2 = -4.9t^2 [m]　　　③
　(注)「地面からの高さ」であれば、投げ出した時の初期高さを足して
　　　h(t) = 9.8 - 4.9t^2 [m]　　　　　④

（水平方向）等速運動
・加速度：ax = 0 [m/s^2]　　　　　⑤
・速度：Vx(t) = V0 = 3.0 [m/s]　　　⑥
・変位：x(t) = 3.0t [m]　　　　　　⑦

小球が落下した時間を t=T [s] とすると、そのときには
　y(T) = -9.8 [m]
もしくは
　h(T) = 0 [m]
なので、③式を使えば（④式を使っても同じ）
　-4.9T^2 = -9.8
→　T^2 = 2
T＞0 なので
　T = √2 [s]

そのときの水平距離は、⑦より
　x(T) = 3.0T = 3.0 × √2 = 4.24264･･･ ≒ 4.2 [m]

この回答へのお礼

親切に教えて下さりありがとうございました。

お礼日時：2022/10/18 22:43

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2022/10/18 00:39

何が分からない？

力が働くのは鉛直方向だけ。下向きに「重力」が働く。
従って
・鉛直方向：等加速度運動
・水平方向：等速運動

あとは、鉛直方向、水平方向の
・加速度
・速度
・変位
の式を立て、
・鉛直方向の変位が -9.8 m になる時間から、そのときの水平方向の変位を求めればよい。

解放は以上の通り。