問題5:初速度 $5.0 \ m/s$ で走っている自転車が、加速度 $0.50 \ m/s^2$ で $10 \ s$ 進んだときの距離を求める。 問題6:初速度 $10.0 \ m/s$ で走っている自転車が、加速度 $-0.20 \ m/s^2$ で減速して $5.0 \ m/s$ になるまでに進む距離を求める。

応用数学物理運動等加速度運動距離速度加速度
2025/4/24

1. 問題の内容

問題5:初速度 5.0 m/s5.0 \ m/s で走っている自転車が、加速度 0.50 m/s20.50 \ m/s^210 s10 \ s 進んだときの距離を求める。
問題6:初速度 10.0 m/s10.0 \ m/s で走っている自転車が、加速度 0.20 m/s2-0.20 \ m/s^2 で減速して 5.0 m/s5.0 \ m/s になるまでに進む距離を求める。

2. 解き方の手順

問題5:
等加速度運動の公式 x=v0t+12at2x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 を使う。
ここで、xx は進んだ距離、v0v_0 は初速度、aa は加速度、tt は時間である。
v0=5.0 m/sv_0 = 5.0 \ m/s, a=0.50 m/s2a = 0.50 \ m/s^2, t=10 st = 10 \ s を代入して xx を計算する。
x=(5.0 m/s)(10 s)+12(0.50 m/s2)(10 s)2x = (5.0 \ m/s)(10 \ s) + \frac{1}{2}(0.50 \ m/s^2)(10 \ s)^2
x=50 m+12(0.50)(100) mx = 50 \ m + \frac{1}{2}(0.50)(100) \ m
x=50 m+25 m=75 mx = 50 \ m + 25 \ m = 75 \ m
問題6:
等加速度運動の公式 v2=v02+2axv^2 = v_0^2 + 2ax を使う。
ここで、vv は最終速度、v0v_0 は初速度、aa は加速度、xx は進んだ距離である。
v=5.0 m/sv = 5.0 \ m/s, v0=10.0 m/sv_0 = 10.0 \ m/s, a=0.20 m/s2a = -0.20 \ m/s^2 を代入して xx を計算する。
(5.0 m/s)2=(10.0 m/s)2+2(0.20 m/s2)x(5.0 \ m/s)^2 = (10.0 \ m/s)^2 + 2(-0.20 \ m/s^2)x
25 m2/s2=100 m2/s20.40 m/s2x25 \ m^2/s^2 = 100 \ m^2/s^2 - 0.40 \ m/s^2 \cdot x
75 m2/s2=0.40 m/s2x-75 \ m^2/s^2 = -0.40 \ m/s^2 \cdot x
x=75 m2/s20.40 m/s2=7504 mx = \frac{75 \ m^2/s^2}{0.40 \ m/s^2} = \frac{750}{4} \ m
x=187.5 mx = 187.5 \ m

3. 最終的な答え

問題5:75 m
問題6:187.5 m

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