問題は、x軸上を一定の速さで運動している物体の位置を測定した結果から、それぞれの運動を表す関数 $x(t)$ を求める問題です。 (1) 表に示された時刻 $t$ と座標 $x$ の関係から、関数 $x(t)$ を求めます。 (2) グラフに示された時刻 $t$ と座標 $x$ の関係から、関数 $x(t)$ を求めます。

応用数学物理運動一次関数等速直線運動
2025/4/16

1. 問題の内容

問題は、x軸上を一定の速さで運動している物体の位置を測定した結果から、それぞれの運動を表す関数 x(t)x(t) を求める問題です。
(1) 表に示された時刻 tt と座標 xx の関係から、関数 x(t)x(t) を求めます。
(2) グラフに示された時刻 tt と座標 xx の関係から、関数 x(t)x(t) を求めます。

2. 解き方の手順

(1) 表から、時刻 tt が1秒増えるごとに、座標 xx が0.5mずつ増加していることがわかります。これは等速直線運動なので、x(t)=vt+x0x(t) = vt + x_0 の形で表すことができます。ここで、vv は速度、x0x_0 は初期位置です。
* 初期位置 x0x_0 は、t=0t=0 のときの xx の値なので、7.5m です。
* 速度 vv は、座標の変化量を時間の変化量で割ったものなので、v=8.07.510=0.5v = \frac{8.0 - 7.5}{1 - 0} = 0.5 m/s です。
したがって、x(t)=0.5t+7.5x(t) = 0.5t + 7.5 となります。
(2) グラフから、直線は点(0, 16)と点(40, 0)を通っています。これは等速直線運動なので、x(t)=vt+x0x(t) = vt + x_0 の形で表すことができます。ここで、vv は速度、x0x_0 は初期位置です。
* 初期位置 x0x_0 は、t=0t=0 のときの xx の値なので、16m です。
* 速度 vv は、グラフの傾きから求められます。v=016400=0.4v = \frac{0 - 16}{40 - 0} = -0.4 m/s です。
したがって、x(t)=0.4t+16x(t) = -0.4t + 16 となります。

3. 最終的な答え

(1) x(t)=0.5t+7.5x(t) = 0.5t + 7.5
(2) x(t)=0.4t+16x(t) = -0.4t + 16

「応用数学」の関連問題

## 問題の内容

ベクトル運動微分積分加速度速度
2025/4/16

位置 $x$ が時間 $t$ の関数 $x(t)$ で与えられているとき、その逆関数 $t(x)$ を用いて、速度 $v$ で運動する物体の加速度 $a$ が、 $a = -v^3 \frac{d^2...

力学運動加速度微分逆関数
2025/4/16

問題は、与えられた位置 $x(t)$ の式から、速度と加速度を求め、さらに各式の物理的な妥当性を次元解析に基づいて説明することです。以下の4つの場合について行います。 (a) $x(t) = A \s...

微分次元解析物理運動力学
2025/4/16

写真に写っている計算式に従って、速度 $V$ [m/s] を計算する問題です。式は $V = 2L \, [\text{m}] \times \frac{1}{60} \, [\text{N} \cd...

物理速度単位換算式変形
2025/4/16

$K_r$を計算する問題です。 $K_r = \exp(2.173 - 0.178 \cdot \ln(P) + 0.481 \cdot \ln(T))$ ここで、$P = 11933359$、$T ...

対数指数関数計算公式
2025/4/16

問題は以下の3つです。 (1) 1階からエスカレーターAに乗って10秒後に、太郎さんは1階から何mの高さにいるか。 (2) 太郎さんが3階にいた時間は何秒か。 (3) 太郎さんが2回目に1階から4.9...

グラフ速度一次関数方程式物理
2025/4/16

120 Mbyteのデータを一定の速さでダウンロードしていたところ、10 Mbyteダウンロードした時点で停止した。ダウンロードを再開後、10秒で全てのダウンロードが完了した。ダウンロード再開後$t$...

一次関数グラフ速度物理
2025/4/16

$K_r$を以下の式で計算する問題です。 $K_r = \exp(2.173 - 0.178 \cdot \ln(P) + 0.481 \cdot \ln(T))$ ここで、$P = 54027176...

対数指数関数計算
2025/4/16

5.0Ωの抵抗に1.0Vの電池を直列につなぎ、回路を作った。電池を1個ずつ追加して電圧を変化させたとき、流れる電流と電圧の関係を表、式、グラフで表す問題です。

電気回路オームの法則比例関係グラフ物理
2025/4/16

$Kr$ を求める問題です。 $Kr = EXP(2.173 - 0.178 \times LN(P) + 0.481 \times LN(T))$ ここで、$P = 54.027176$、$T = ...

対数指数関数数値計算物理化学
2025/4/16