運動の表し方の問題
まっすぐな道路にそって 軸をとり、点 O を原点、車の進む向きを正とする。車 A は一定の速さ で正の向きに走っていて、時刻 に O を通過した。車 B は O に静止していたが、時刻 に O から正の向きに一定の加速度 で発車した。その後、B は A に追いついた。B が A に追いつく位置は O から何 m のところか。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、車の大きさは考えないものとする。
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。A が O を通過した時刻を として、A と B の位置をどちらも同じ時刻 の式で表そう。
ヒント 2
B は に動き出すので、動いている時間は である。、 として とおく。
ヒント 3
整理すると 、すなわち になる。2 つの解のうち、B が動き出したあと()のものを選び、その時刻の位置を計算しよう。
答えと解説
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解説を読む
手順 1: 共通の時刻 で位置を表す。
A が O を通過した時刻を とし、時刻 における A, B の位置を , とする。
A は速さ の等速直線運動なので
B は に静止の状態から動き出すので、動き出してからの時間は である。等加速度直線運動の式 で、、、経過時間を とすると、 のとき
(この式は B が動き出した でだけ使える。)
手順 2: 位置が等しいという条件を立てる。
追いつくとき なので
展開して整理すると
よって 。
手順 3: 解が条件に合うか確かめる。
の式は でしか使えないので、 は不適(このとき B はまだ動いていない)。したがって追いつく時刻は 。
手順 4: 位置を求める。
(確認: で一致する。)
よって、B が A に追いつく位置は O から のところである。
別解
A の位置は 。B は s に静止状態から発車するので、()。
追いつく条件 より 。
より 。
より 。 なので s。
位置は m。
検算:B は発車後 s なので m で一致。
有効数字 2 桁で m()。