⑵ 小物体が地面に衝突する直前の速さは何m/s か。次の1 ～4 のうちから一つ…
問1 ～問3 に答えよ。 問3 図のように，t = 0 s にビルの屋上から小物体を初速度9．8 m/s で鉛直上向きに投げ上げ たところ，小物体はt = 1 s で最高点に達し，t = 4 s で地面に衝突した。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。 9．8 m/s
⑵ 小物体が地面に衝突する直前の速さは何m/s か。次の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 9．8落下時間を1 sとしたときの値です。
- 2 19．6落下時間を2 sとしたときの値です。
- 3 29．4落下時間3 sから、9.8×3＝29.4 m/sとなります。
- 4 499.8の5倍にあたり、落下時間3 sとは合いません。
解説
正解は3の29.4 m/sです。最高点に達するのはt＝1 sで、そこから地面に衝突するt＝4 sまでの3秒間は、初速度0の自由落下と同じ運動になります。落下の速さは1秒あたり9.8 m/sずつ増えるので、衝突する直前の速さは9.8×3＝29.4 m/sです。投げ上げからの4秒すべてを落下時間と考えると49 m/sになってしまうので、最高点までの1秒を差し引くことが大切です。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00009.htm）を加工して作成