基礎物理学2 レポート No.2 6月 16 日(金)出題 解答例 Ⅰ)テキストから

基礎物理学2
レポート No.2
6月 16 日(金)出題
解答例
Ⅰ)テキストから(解いたあとで自分で採点.赤字で修正・追加)
テキスト巻末の解答例参照
基本問題:
2 章(P.48~)
考えてみよう: 2 章(P.49~)
2 章(P.67~)
3
7, 9
3
Ⅱ) ある歩行者が東に 8 km 歩いた後、北に 12 km 歩いた.この歩行者の変位の大きさと
方向を求めなさい.
地図の向き(上が北向き)で x, y 軸を定義すると,歩行者の変位は
(8, 0) + (0, 12) = (8, 12) km
となる.だから変位の大きさは
√(82+122) ~ √(208) ~ 14.4 km
となり,向きは、東から北の方向に
tan-1 (12/8) ~ 56.3°
の向きとなる.
tan-1 は tan の逆関数
Ⅲ)ロケットが打ち上げられた.打ち上げ t (s)後の速度 v (m/s)が,v = bt – kt 2 と表され,
b = 30 m/s2,k = 0.50 m/s3 である.このとき、以下の平均加速度・瞬間加速度を求めな
さい.
(a) t = 0 ~ 1 s の間
有限の時間間隔なので平均加速度
v の式に t = 0 と 1 を代入し、v はそれぞれ 0, 29.5 m/s となる。
平均加速度= Δv/Δt = (29.5-0)/(1-0) = 29.5 m/s
(b) t = 5 ~ 6 s の間
有限の時間間隔なので平均加速度
v の式に t = 5 と 6 を代入し、v はそれぞれ 137.5, 162 m/s となる。
平均加速度= Δv/Δt = (162-137.5)/(6-5) = 24.5 m/s
(c) t = 5.5 s
1つの時刻で定義されるので瞬間加速度
a = dv/dt = b -2kt に t = 5.5 を代入し,
瞬間加速度 = 24.5 m/s