小球の運動について問いに答えよ。ただし、空気抵抗は無視できるものとする。
図1は、ある初速度で水平右向きに投射された小球を、0.1s の時間間隔で撮影した写真である。壁には目盛り間隔 0.1m のものさしが水平な向きと鉛直な向きに固定されている。
(問1)水平に投射されてからの小球の水平方向の位置の測定値を、右向きを正として 0.1s ごとに表1に記録した。表1の空欄に入れる、時刻 0.3s における測定値として最も適当なものを、後の①~⑤のうちから一つ選べ。
時刻[s] | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
---|---|---|---|---|---|---|
位置[m] | 0 | 0.39 | 0.78 | 1.56 | 1.95 |
① 0.39 ② 0.78 ③ 0.97 ④ 1.17 ⑤ 1.37
(問2)鉛直方向の運動だけを考えよう。このとき、小球の鉛直下向きの速さ \(v\) と時刻 \(t\) の関係を表すグラフとして最も適当なものを、次の①~④のうちから一つ選べ。
(問3)qO5S6
#共テ23本試物理基礎
(問1)
0.3s における位置はだいたい 1.2m弱 であるから答えは ④ 1.17 です。
(別解)
0.1s で 0.39m 進んでいますが、水平方向へは等速で進むので3倍すると 1.17m です。
(問2)
鉛直方向の運動は自由落下運動であり、つまり等加速度運動であり、速度の増え方は一定であるのでグラフは ① となります。