時刻 $t=0$ において、位置 $(2, 10)$ から速度 $(3, 0)$ で飛び出した物体の運動を考えます。運動方程式と初期条件から、任意の時刻 $t$ における物体の加速度、速度、位置を求める問題です。運動方程式が与えられていないため、加速度が0である等速運動と仮定して解きます。

応用数学運動ベクトル等速運動位置速度加速度
2025/6/18

1. 問題の内容

時刻 t=0t=0 において、位置 (2,10)(2, 10) から速度 (3,0)(3, 0) で飛び出した物体の運動を考えます。運動方程式と初期条件から、任意の時刻 tt における物体の加速度、速度、位置を求める問題です。運動方程式が与えられていないため、加速度が0である等速運動と仮定して解きます。

2. 解き方の手順

加速度が0である(つまり、等速運動である)と仮定します。
* 加速度: 加速度 a(t)a(t) は、定義より常に 0 です。
a(t)=(0,0)a(t) = (0, 0)
* 速度: 速度 v(t)v(t) は、初期速度に等しく、時間によらず一定です。
v(t)=(3,0)v(t) = (3, 0)
* 位置: 位置 r(t)r(t) は、初期位置と速度を用いて次のように表されます。
r(t)=r(0)+v(0)tr(t) = r(0) + v(0)t
初期位置 r(0)=(2,10)r(0) = (2, 10)、初期速度 v(0)=(3,0)v(0) = (3, 0) を代入します。
r(t)=(2,10)+(3,0)t=(2+3t,10)r(t) = (2, 10) + (3, 0)t = (2 + 3t, 10)

3. 最終的な答え

* 加速度: (0,0)(0, 0)
* 速度: (3,0)(3, 0)
* 位置: (2+3t,10)(2 + 3t, 10)

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