⑴ 小球を投げ上げたときの初速度の大きさは何m/s か。次の1 ～4 のうちから…
問1 ～問3 に答えよ。 問3 図のように，t = 0 s に，点P から小球を鉛直上向きに投げ上げると，t = 4 s に最高点に 達し，その後，鉛直下向きに落下した。⑴，⑵に答えよ。ただし，重力加速度の大きさを 9．8 m/s2 とし，空気抵抗は無視できるものとする。 P
⑴ 小球を投げ上げたときの初速度の大きさは何m/s か。次の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 9．81秒間に減る速さの値で、4秒分になっていません。
- 2 19．6上がる時間を2秒として計算した値です。
- 3 39．29.8×4＝39.2 m/sで、最高点で速度が0になる条件と合います。
- 4 78．439.2をさらに2倍した値です。
解説
正解は3の39.2 m/s です。投げ上げた小球には重力だけがはたらくので、速度は1秒あたり9.8 m/s ずつ減っていきます。最高点では速度が0になるため、初速度は減った分の合計に等しく、9.8×4＝39.2 m/s と求められます。式では v＝v0－gt に v＝0、t＝4 s を入れて v0＝gt＝39.2 m/s です。19.6 は時間を2秒と取り違えた値、78.4 は2倍にした値ですので注意してください。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00007.htm）を加工して作成