高校物理基礎

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5分で解ける!運動エネルギーに関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 運動と力52 練習2 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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自由落下する物体の運動エネルギー のグラフがどれかを答える問題です。まず、 自由落下 がどんな運動か覚えていますか。自由落下とは、静かにボールを手放して落下させるような、 初速度が0の落下運動 のことを言います。自由落下における速度と位置は、次の公式が成り立ちますね。

復習
運動と力10のポイント2 ポイント内の2行分の式のみ

自由落下の速度vから運動エネルギーを求める

高校物理 運動と力52 練習2 全部

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正しいグラフを選ぶために、まずは自由落下の運動エネルギーを式で表しましょう。
K=(1/2)mv2
ですね。

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ただし、今回のグラフの横軸はt[s]なので、速度vをtで置き換えなければなりません。自由落下におけるt秒後の速度vはどのように表すことができるでしょうか。自由落下は、初速度0[m/s]、加速度g[m/s2]の等加速度直線運動なので、 v=gt と表すことができますね。

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これを運動エネルギーの式に代入して、
K=(1/2)mv2
K=(1/2)mg2t2

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この式から、自由落下の運動エネルギーKは時間tの2乗に比例していることが分かります。縦軸をK、横軸をtとしたグラフで、2次関数y=ax2と同じ放物線の形を描きますね。該当するグラフの形は です。

答え
高校物理 運動と力52 練習2 全部
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運動エネルギー
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