初速度 $v_0 = 4.0 \text{ m/s}$、加速度 $a = 2.0 \text{ m/s}^2$ の等加速度直線運動をしている物体が、距離 $x = 5.0 \text{ m}$ 移動したときの速度 $v$ を求める問題です。

1. 問題の内容

初速度 $v_0 = 4.0 \text{ m/s}$、加速度 $a = 2.0 \text{ m/s}^2$ の等加速度直線運動をしている物体が、距離 $x = 5.0 \text{ m}$ 移動したときの速度 $v$ を求める問題です。

2. 解き方の手順

等加速度直線運動の公式

$v^2 - v_0^2 = 2ax$

を利用します。

与えられた値を代入して、$v$ について解きます。

$v^2 - (4.0 \text{ m/s})^2 = 2 \cdot (2.0 \text{ m/s}^2) \cdot (5.0 \text{ m})$

$v^2 - 16 \text{ m}^2/\text{s}^2 = 20 \text{ m}^2/\text{s}^2$

$v^2 = 36 \text{ m}^2/\text{s}^2$

$v = \pm \sqrt{36 \text{ m}^2/\text{s}^2}$

$v = \pm 6.0 \text{ m/s}$

物体の速度は増加しているので、$v$ は正の値をとります。

したがって、$v = 6.0 \text{ m/s}$となります。

3. 最終的な答え

6. 0 m/s