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高校物理

質問の答えについて

この質問の答えはわかりません。

高校物理です。

物理を習っていないので問題の答えがさっぱりわかりません。途中計算含めて教えていただきたいです。



高校物理
matcha さんの質問 勉強レベル2
4か月前

回答(1件)

ベストアンサー
高校物理の範囲ではなくて 明らかに 大学物理 です。 高校物理を習ってないと、メチャメチャきついです。

とりあえず わかるものだけ・・・

1 ① 運動方程式 重力の向きを プラスとします。

m a = m g - c v   (力の合計=重力と 抵抗力。抵抗力は重力とは逆向きなので マイナス )

② ① に a = d v / d t  を 代入して

m ( d v / d t ) = m g - c v

③ 微分方程式を解きます。 変数分離型 です。 ちなみに大学数学です。

② の 両辺を m で 割って

d v / d t = g - ( c / m ) v  =  - ( c / m ) ( v -  m g / c )

d v / ( v - m g / c ) = - ( c / m ) d t

両辺を 積分して

∫ d v / ( v - m g / c ) = ∫ - ( c / m ) d t

l n |v - m g / c | = - ( c / m ) t + C o   ( l n x = l o g x  )

|v - m g / c | = e ^ (  - (c / m ) t + C o ) = e ^ ( - ( c / m ) t ) × e ^ (Co ) = C 1 e ^ ( - ( c / m ) t )

v - m g / c = ± C 1 e ^ ( - ( c / m ) t )  = C 2 e ^ ( - ( c / m ) t )

v = m g / c + C 2 e ^ ( - ( c / m ) t )

④     t = 0     のとき  v = V 0    e ^ 0 = 1    に 注意して

V 0 = m g / c  + C 2    →  C 2 = V 0 - m g / c

ゆえに

v = m g / c + ( V 0 - m g / c ) e ^ ( - ( c / m ) t )

v =  m g / c ( 1 -  e ^ ( - ( c / m ) t ) ) + V 0  e ^ ( - ( c / m ) t )



運動方程式より  力 = 質量 × 加速度

力の合計=重力+ 質量 × 加速度

まず、加速度を求めます。

加速度は2つあります。

1つは重力加速度で 下向き。 大きさは  9 . 8 m / s^2

1つは踏み切りのときの加速度 で 上向き。大きさは 2 0 m / s^2

上向きをプラスとします。

加速度の合計は  2 0 - 9 . 8 = 1 0 . 2 m / s^2

運動方程式より

質量は50kg なので

50×10.2=510N 上向き。

以上です。 違ってたら すみません。



keisangakkou 4か月前

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