運動の表し方の問題
まっすぐな道路上に、 離れた 2 点 , がある。時刻 に、自転車 が点 を出発し、一定の速さ で の向きに進む。 が出発してから 後に、自転車 が点 を出発し、一定の速さ で の向きに進む。, はどちらも出発した瞬間から上の一定の速さで進むものとし、大きさは無視できるとする。 と がすれ違うのは、点 から何 の位置か。有効数字 2 桁で答えよ。
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」を使います。P を原点、Q の向きを正とする 軸をとり、A と B の位置を同じ時刻 の式で表しましょう。
ヒント 2
B は に出発するので、B が動いた時間は です。、 とおき、 を解きます。
ヒント 3
より 、すれ違う時刻は です。この時刻の A の位置を求めましょう。
答えと解説
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解説を読む
方針 2 台の位置を、同じ時刻 (A が出発した瞬間を とする時刻)の式で表し、位置が等しくなる時刻を求めます。
(1) 座標を決める
道路にそって 軸をとり、点 を原点、 から へ向かう向きを正とします。すると の座標は です。
(2) A の位置
A は に を出発し、正の向きに で等速直線運動をするので、
(3) B の位置(出発の遅れに注意)
B は に を出発し、負の向きに で進みます。B が動いている時間は なので、
(4) 位置が等しい条件を立てる
すれ違うとき だから、
これは を満たしているので、B が出発したあとにすれ違っています( のとき A は にいて、まだ Q に達していません)。
(5) すれ違う位置
確認: で一致します。
よって、すれ違うのは点 から の位置です。
別解
P を原点、Q の向きを正とする。A の位置は 。B は s に Q()を出発して P の向きに進むので、 s で 。
すれ違うのは のとき。
s
これは s を満たす。
P からの距離は m。
検算: s のとき B は s 進んでおり、 m 進んだので m。A と一致する。
また、B が出発する時点で A は m 進んでおり、間隔は 80 m。相対速さは m/s なので s 後にすれ違う。この間に A は m 進む。よって一致する。
答え: m(有効数字 2 桁)