物理基礎の問題がわかりません・・・

自力で解けと解説を渡されませんでした。

問：図のように、水面からの高さが７８．４ｍの断崖の端から、小石を真上に速さ２９．４m/sで投げ上げた。小石を投げた時刻をt=０[ｓ]として答えよ。

(１)ｔ＝２．０ｓの小石の速度の向きと大きさ
(２)ｔ＝５．０ｓの小石の速度の向きと大きさ
(３)小石が最高点に達する時刻
(４)断崖の端から最高点までの高さ
(５)小石が水面に達する時刻
(６)小石が着水する直前の速さ

答：　(１)鉛直上向きに９．８m/s
　　　(２)鉛直下向きに２０m/s
　　　(３)３．０ｓ
　　　(４)４４ｍ
　　　(５)８．０ｓ
　　　(６)４９m/s

計算過程が知りたいです。よろしくお願いします・・・

No.1 回答者： k14i12d 回答日時： 2013/08/24 17:38

文字のみで処理します。

代入計算などは自分で行って下さい。
なお、小石の運動は水面に対し常に鉛直、重力加速度g、落下時は小石は崖にぶつからず、粘性抵抗の影響を無視した話とします。
鉛直上向きを正として、小石の位置をx、速さをv、初速をv0、初期高さをx0、原点を水面として、
(1)運動方程式より、v=-gt+v0 ← [1]にt=2を代入。
(2)[1]の式にt=5を代入。
(3)頂点では速度が逆転し、働く力は重力のみで、その間の運動はなめらかなので、v=0となるtの値を[1]の式から求める。
(4)(3)の値を、運動方程式から得られる、x=-(gt^2)/2+v0t+x0 ←[2]、に代入して、初期高さx0を引く。
(5)[2]の式をx=0としてtを求める
(6)いろいろ導き方はあるが、質問者さんはあまり物理を理解できてないようなので、
[1]の式に(5)で求めた値を代入して計算する。