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高校1年の物理基礎の問題です。選択肢で丸で囲ってあるものが答えなのですが、どうしてこのようになるのか教えてもらえませんか?

「高校1年の物理基礎の問題です。選択肢で丸」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 問題文です。

    「高校1年の物理基礎の問題です。選択肢で丸」の補足画像1
      補足日時:2018/02/05 23:38

A 回答 (2件)

空気の抵抗は無視するので、小球に働く力は、鉛直下向きの「重力」だけですね。


上向きを「正」とすれば、重力は「負」であり、
 F = -mg
です。
物体の加速度を a とすると、運動方程式は
 F = ma
ですから、
 ma = - mg  ①
となります。

問2:①式から
 a = -g   ②

この加速度で運動すると、速度は
 v = -gt + v0   ③

高さは、地面を基準にして
 h = -(1/2)gt^2 + v0t   ④

最高点では、③の速度がゼロとなるので、
 v = -gt + v0 = 0
より、時刻は
 t = v0/g
そのときの高さは、④より
 H = -(1/2)g(v0/g)^2 + v0*v0/g = -(1/2)v0^2/g + v0^2/g = (1/2)v0^2/g

再び地面に落ちてくるのは、④の高さがゼロなので
 h = -(1/2)gt^2 + v0t = 0
t=0 は投げ上げの瞬間なので、t≠0 の時刻が再び地面に落ちる時刻で、
 T = 2V0/g
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この回答へのお礼

とても丁寧に解説していただきありがとうございます。おかげでしっかりと理解する事が出来ました…!

お礼日時:2018/02/07 02:39

鉛直上向きをせいとすると、



力学的エネルギー保存法則から
(1/2)mVo^2=mgh
よって最高点は h=Vo^2/2g

鉛直上向きを正とすると
y=Vot-(1/2)gt^2
これにy=0 を代入して
0==Vot-1/2gt^2=t(Vo-1/2gt)
t=0,2Vo/g
よって再び地面に戻ってくる時刻はT=2Vo/g
このように求められるはずです。
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この回答へのお礼

助かりました

なるほど、ずっと別の式にHの値を代入してしまっていましたがそのように考えるのですね…!

お礼日時:2018/02/07 02:37

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