質問: 高校1年の物理基礎の問題です。選択肢で丸で囲ってあるものが答えなのですが、どうしてこのようになるのか 高校1年の物理基礎の問題です。選択肢で丸で囲ってあるものが答えなのですが、どうしてこのようになるのか教えてもらえませんか?
回答: 空気の抵抗は無視するので、小球に働く力は、鉛直下向きの「重力」だけですね。 上向きを「正」とすれば、重力は「負」であり、 f = -mg です。 物体の加速度を a とすると、運動方程式は f = ma ですから、 ma = - mg 1 となります。 問2:1式から a = -g 2 この加速度で運動すると、速度は v = -gt + v0 3 高さは、地面を基準にして h = -(1/2)gt^2 + v0t 4 最高点では、3の速度がゼロとなるので、 v = -gt + v0 = 0 より、時刻は t = v0/g そのときの高さは、4より h = -(1/2)g(v0/g)^2 + v0*v0/g = -(1/2)v0^2/g + v0^2/g = (1/2)v0^2/g 再び地面に落ちてくるのは、4の高さがゼロなので h = -(1/2)gt^2 + v0t = 0 t=0 は投げ上げの瞬間なので、t≠0 の時刻が再び地面に落ちる時刻で、 t = 2v0/g