35の(2)なんですがまず地面に落下するまでの時間を求めたのはわかるんですが。なぜ地面に落下してから

35の(2)なんですがまず地面に落下するまでの時間を求めたのはわかるんですが。なぜ地面に落下してから跳ね返りで6、4m上がった時の求める求め方が鉛直投げ上げではなく自由落下の式で求めてるんですか❓別解は赤い◾️の2です

質問者からの補足コメント

• 問題式です

  
    補足日時：2021/08/15 22:05

No.1 回答者： mabuterol 回答日時： 2021/08/15 22:24

自由落下の式、という日本語が不適切です。

この問題集が、そのような言葉を使っているようだが、誤解を招く不適切な表現であると思います。自由落下という言葉を使うと、どうしても物体が落下している時に使う式のような誤解をしてしまう。そうじゃないんです。

では本当は何かというと

① 質点が
② 重力以外の外力を受けずに運動している時（≒自由）の
③ 重力と並行な成分の運動（落下 or 上昇）に適用される式
なので上昇している時にも適用できる。

これを国語で表現するなら、自由落下または自由上昇の式。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2021/08/16 00:26

質問で聞きたいことが何なのかはっきりしませんが、

「別解2」に書いてある、「t2 は 6.4 m の距離を自由落下するのにかかる時間に等しい」と言えるのはどうしてか？

ということですか？

それは
(1) 跳ね返った瞬間の上向きの速さと、再度床に落下して衝突するときの下向きの速さは等しい。
　なぜなら、力学的エネルギー保存から、高さが同じなら位置エネルギーは同じなので、途中でのエネルギー損失はないので運動エネルギーも等しくなるから。

従って、働く加速度は鉛直下方向に一定なので、
(a) 跳ね返った瞬間の上向きの速さが、下向きの加速度を受けて減速して速度 0 になるまでの時間
と
(b) 最高点で速度 0 から、下向きの加速度を受けて加速して床の衝突する速度 になるまでの時間
は同じになります。
(b) のときの落下距離が 6.4 m になるわけです。

(a) は
　v(t1) = v'1 - gt1 = 0
になる時間 t1 だし
(b) は
　-v(t2) = 0 - gt2
で、上に書いたとおり
　v(t2) = -v'1
ですから。

「自由落下の式」とか「鉛直投げ上げの式」のように「名前からイメージする現象」で考えるのではなく、それぞれの式の持つ「物理的な意味」「どのような物理現象を表わしているのか」をきちんと理解しなければいけません。
「公式にあてはめて解く」のではなく「考えて解く」ということです。