与えられた速度-時間 (v-t) グラフから、以下の2つの問題を解きます。 (1) 物体の初速度と加速度を求めます。 (2) 物体が0秒から4.0秒までに移動した距離を求めます。

応用数学速度時間グラフ運動加速度移動距離
2025/6/24

1. 問題の内容

与えられた速度-時間 (v-t) グラフから、以下の2つの問題を解きます。
(1) 物体の初速度と加速度を求めます。
(2) 物体が0秒から4.0秒までに移動した距離を求めます。

2. 解き方の手順

(1) 初速度と加速度
* グラフから、時刻 t=0t = 0 における速度(初速度)を読み取ります。
* 加速度は、v-tグラフの傾きとして計算できます。傾きは ΔvΔt\frac{\Delta v}{\Delta t} で求めます。グラフから、t=0t=0v=6.0v = 6.0 m/s、t=4t=4v=10.0v = 10.0 m/sであることを読み取ります。
* 加速度 aa は以下の式で計算できます。
a=v2v1t2t1a = \frac{v_2 - v_1}{t_2 - t_1}
(2) 移動距離
* v-tグラフの下の面積が移動距離を表します。今回は、グラフが直線なので、台形の面積として計算できます。
* 台形の面積は、(上底 + 下底) * 高さ / 2 で計算できます。上底は初速度、下底は4.0秒の時の速度、高さは時間(4.0秒)に対応します。
* 移動距離 xx は以下の式で計算できます。
x=(v1+v2)t2x = \frac{(v_1 + v_2) * t}{2}

3. 最終的な答え

(1) 初速度は6.0 m/sです。
加速度は、a=10.06.04.00=4.04.0=1.0a = \frac{10.0 - 6.0}{4.0 - 0} = \frac{4.0}{4.0} = 1.0 m/s2^2 です。
(2) 移動距離は、x=(6.0+10.0)4.02=16.04.02=16.02.0=32.0x = \frac{(6.0 + 10.0) * 4.0}{2} = \frac{16.0 * 4.0}{2} = 16.0 * 2.0 = 32.0 mです。

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