運動の表し方の問題
まっすぐな水平の道路上に点 がある。時刻 に、物体 が点 を通過し、そのあとは一定の速さ で東向きに進む。物体 は点 に静止していて、時刻 に東向きに大きさ の一定の加速度で動き始める。, は同じ直線上を運動し、大きさは無視できるものとする。東向きを正とする。 が に追いつくのは時刻 が何 s のときか。有効数字 2 桁で求めよ。
この問題で使うもの
- 2 物体の出会いとすれ違い(説明と入口の問題)
この問題を解けるようになるまで(33 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。
一覧で見る(前提が先)
- 速さと平均の速さ
- 記録タイマーの打点と速さ
- 斜面の運動と等速直線運動
- 分数のたし算・ひき算
- 小数の四則計算
- 正負の数の加法・減法
- 変位・速度・加速度(直線運動)
- v-t グラフと移動距離
- 分数のかけ算・わり算
- 四則の混じった計算の順序
- 正負の数の乗除・累乗と四則混合
- 分配法則を使った計算のくふう
- 文字式の計算(同類項・分配法則)
- 乗法公式による展開
- 因数分解
- 3 次式までの展開と因数分解
- 約数の見つけ方
- 素因数分解と約数の個数
- 平方根の意味と根号の簡単化
- 根号の乗除と加減
- 分母の有理化
- 乗法公式・分配法則を使う根号の式の展開
- 根号を含む式の計算と分母の有理化
- 小数と分数のまじった計算
- 逆算(□ を求める)
- 1 次方程式の解き方
- 比例・反比例の式とグラフ
- 関数 の式と変域
- 平方完成と 2 次関数のグラフ
- 2次方程式の解の公式と判別式
- 等加速度直線運動の公式
- 自由落下と鉛直投げ上げ
- 2 物体の出会いとすれ違い
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
技能「2 物体の出会いとすれ違い」を使う。点 O を原点、東向きを正として、A と B の位置をどちらも同じ時刻 の式で表し、位置が等しくなる条件を考える。
ヒント 2
B は時刻 に動き始めるので、B が動いている時間は である。、()。
ヒント 3
を整理すると となる。これを解き、B が動き始めたあと()の解を選ぶ。
答えと解説
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解説を読む
点 を原点とし、東向きを正として、2 物体の位置を共通の時刻 ( が を通過した時刻を とする)の式で表す。
の位置 等速直線運動なので
の位置 は時刻 に初速度 で動き始めるので、動き始めてからの経過時間は である。等加速度直線運動の式 で、経過時間を に置きかえると、 で
追いつく条件 追いつくとき、2 物体の位置が等しいので より
よって 。
の式は が動き始めたあと()でしか使えないので、 は不適である。したがって 。
(確かめ: のとき 、 で一致する。)
答え:
別解
東向きを正、点Oを原点とする。
Aの位置:
Bの位置():
追いつく条件 より
よって または 。
が条件なので は不適(Bはまだ静止中で、このとき のままであり、式が成り立つのは不適)。したがって s。
検算: で m、 m。一致する。
また、 s のとき A は 8.0 m 先にいてBは動き始めで速さ0なので、Bは後から追いつく。 s での B の速さは m/s > 2.0 m/s で、確かに追いつく(追い越す)。
答え: 8.0 s