問題は、与えられた表とグラフに基づいて、x軸上を一定の速さで運動する物体の位置を表す関数 $x(t)$ を求めることです。表は時刻 $t$ における座標 $x$ の値をいくつか示し、グラフも同じ物体の運動を表しています。

応用数学運動関数一次関数速度物理
2025/4/24

1. 問題の内容

問題は、与えられた表とグラフに基づいて、x軸上を一定の速さで運動する物体の位置を表す関数 x(t)x(t) を求めることです。表は時刻 tt における座標 xx の値をいくつか示し、グラフも同じ物体の運動を表しています。

2. 解き方の手順

まず表から運動の様子を把握します。表は等速運動なので、x(t)=vt+x0x(t) = vt + x_0 の形式で表現できます。ここで、vv は速度、x0x_0 は初期位置を表します。
時刻 t=0t = 0 のとき x=7.5x = 7.5 なので、x0=7.5x_0 = 7.5 です。
速度 vv は、任意の2つの時刻での位置の変化から計算できます。例えば、t=0t = 0t=1t = 1 のとき、xx7.57.5 から 8.08.0 に変化しているので、v=8.07.510=0.5v = \frac{8.0 - 7.5}{1 - 0} = 0.5 m/s です。
したがって、表から得られる関数は x(t)=0.5t+7.5x(t) = 0.5t + 7.5 です。
次に、グラフから運動の様子を把握します。グラフは直線なので、x(t)=vt+x0x(t) = vt + x_0 の形式で表現できます。
グラフから、t=0t = 0 のとき x=16x = 16 なので、x0=16x_0 = 16 です。
グラフがx軸と交わるのは t=40t = 40 のときなので、x(40)=0x(40) = 0 です。これを用いて速度 vv を計算します。
0=40v+160 = 40v + 16
40v=1640v = -16
v=1640=0.4v = -\frac{16}{40} = -0.4 m/s
したがって、グラフから得られる関数は x(t)=0.4t+16x(t) = -0.4t + 16 です。

3. 最終的な答え

表から得られる関数:x(t)=0.5t+7.5x(t) = 0.5t + 7.5
グラフから得られる関数:x(t)=0.4t+16x(t) = -0.4t + 16

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