問2 図のように，時刻t = 0 s にビルの屋上から小物体を初速度0 で落下さ…
問1 ～問6 に答えよ。
問2 図のように，時刻t = 0 s にビルの屋上から小物体を初速度0 で落下させたところ， t = 3 s に地面に衝突した。地面からビルの屋上までの高さは何m か。下の1 ～4 のうちか ら一つ選べ。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。
地面 小物体 ビル
- 1 14．70.5×9.8×3として、時間を2乗していない値です。
- 2 29．49.8×3として、2分の1を掛けていない値です。
- 3 44．10.5×9.8×3×3＝44.1mとなります。
- 4 88．29.8×9として、2分の1を掛け忘れた値です。
解説
正解は3です。初速度0で落下する物体が時間tの間に落ちる距離hは、hが2分の1×g×tの2乗で表されます。重力加速度の大きさ9.8m/s2と、落ちるのにかかった3秒を代入すると、0.5×9.8×3×3で44.1mとなります。自由落下では落ちる距離が時間の2乗に比例するので、時間が2倍になると距離は4倍になります。この関係も覚えておくと見当がつけやすくなります。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00013.htm）を加工して作成