運動の表し方の問題
まっすぐな東西方向の道路を、自動車が東向きに走っている。東向きを正の向きとする。ある時刻に自動車の速度は東向きに であり、その 後には東向きに になった。この 間の自動車の平均の加速度は何 か。正の向きを考えて符号をつけ、有効数字 2 桁で答えよ。
この問題で使うもの
- 変位・速度・加速度(直線運動)(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(7 技能)
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右端(太枠)がこの問題で使う技能です。左へドラッグすると、さらに前の前提をさかのぼれます。技能を押すと、そこまでの道筋が光ります。
ヒント
行き詰まったら、上から順に 1 つずつ開いてください。
ヒント 1
速度の変化を時間で割る「加速度 」を使います。東向きを正として、速度を符号つきで考えましょう。
ヒント 2
速度の変化は です。順番を逆にしないように注意します。
ヒント 3
です。これを で割ります。
答えと解説
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解説を読む
加速度は、速度の変化 をかかった時間 で割って
で求めます。速度は向きをもつ量なので、東向きを正として符号つきで扱います。
手順 1:はじめと後の速度を符号つきで書く
どちらも東向き(正の向き)なので、はじめの速度 、後の速度 です。
手順 2:速度の変化を求める
速度の変化は「後の速度 − はじめの速度」です。
手順 3:時間で割る
符号が負なので、加速度の向きは西向き(運動の向きと逆向き)です。自動車は東向きに進みながら減速しているので、加速度が運動と逆向きになることと合っています。
答え:
別解
平均の加速度は、速度の変化を経過時間で割ったものである。東向きを正とすると、初速度は 、2.0 s 後の速度は 、経過時間は である。
。
検算: となり、問題文と一致する。
負の符号は加速度が西向きであることを表す(自動車は減速している)。
答え: