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

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？

質問者からの補足コメント

• 問題文です。

  
    補足日時：2018/02/05 23:38

No.1 回答者： masterkoto 回答日時： 2018/02/06 00:12

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。

この回答へのお礼

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

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2018/02/06 00:53

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

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