初速度 $20 \text{ m/s}$ の物体が、加速度 $-2.0 \text{ m/s}^2$ で等加速度直線運動をするとき、5.0 秒後の移動距離を求めよ。

1. 問題の内容

初速度 $20 \text{ m/s}$ の物体が、加速度 $-2.0 \text{ m/s}^2$ で等加速度直線運動をするとき、5.0 秒後の移動距離を求めよ。

2. 解き方の手順

等加速度直線運動の公式

$x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$

を利用する。

ここで、

$x$: 移動距離 (求める値)

$v_0$: 初速度 ($20 \text{ m/s}$)

$a$: 加速度 ($-2.0 \text{ m/s}^2$)

$t$: 時間 ($5.0 \text{ s}$)

である。

これらの値を公式に代入する。

$x = (20 \text{ m/s}) \times (5.0 \text{ s}) + \frac{1}{2} \times (-2.0 \text{ m/s}^2) \times (5.0 \text{ s})^2$

$x = 100 \text{ m} + (-1.0 \text{ m/s}^2) \times 25 \text{ s}^2$

$x = 100 \text{ m} - 25 \text{ m}$

$x = 75 \text{ m}$

3. 最終的な答え

75 m