質問です。地上からボールを14m/sの速さで投げた。ボールは地表からどれほどの高さまで到達するか。次

質問です。地上からボールを14m/sの速さで投げた。ボールは地表からどれほどの高さまで到達するか。次の２つの場合について力学的エネルギー保存の法則を使って答えよ。ただし、重力加速度の大きさを9.8m/s^2とし、
空気の抵抗力は無視できるものとする。
(1)ボールを鉛直上方に投げた場合。
(2)ボールを地面に対して60°の角度で投げた場合。
お願いします。

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2017/10/12 09:19

何が、どこが分からないのですか？　考え方？　

本質的な理解ができていないなら、それを克服しないと、いくら問題を解いても無意味です。

「力学的エネルギー保存の法則を使って」という条件が付いていますね。
いずれも、投げ上げた直後の鉛直方向の運動エネルギーが、最高点ではすべて「重力場」の位置エネルギーになることを利用します。
ボールの質量を m (kg) とします。

(1) 投げ上げた直後の速度の鉛直方向成分は 14 (m/s) なので

　投げ上げた直後の鉛直方向の運動エネルギー： Ek = (1/2)mv^2 = (1/2) * m * 14^2 = 98m (J)
　最高点の高さを H (m) としたときの位置エネルギー： Ep = mgH = m * 9.8 * H (J)

この2つが等しいので
　　98m = 9.8mH
よって
　　H = 10 (m)

(2) 投げ上げた直後の速度の鉛直方向成分は 14sin(60°) = 7√3 (m/s) なので、(1) と同様のことを「鉛直成分」に関して行えば

　投げ上げた直後の鉛直方向の運動エネルギー： Ek = (1/2)mv^2 = (1/2) * m * (7√3)^2 = 73.5m (J)
　最高点の高さを H (m) としたときの位置エネルギー： Ep = mgH = m * 9.8 * H (J)

この2つが等しいので
　　73.5m = 9.8mH
よって
　　H = 7.5 (m)