<ポイント>
・物体をある高さから「水平方向に初速を与えて」、弧を描くように落下する運動を水平投射という
・水平投射における運動は水平方向(x方向)と鉛直方向(y方向)に分けて考える
・水平方向には等速直線運動、鉛直方向には自由落下と同じ運動になる
・物体をある高さから「水平方向に初速を与えて」、弧を描くように落下する運動を水平投射という
・水平投射における運動は水平方向(x方向)と鉛直方向(y方向)に分けて考える
・水平方向には等速直線運動、鉛直方向には自由落下と同じ運動になる
(1)水平投射
物体をある高さから「水平方向に初速を与えて」、弧を描くように落下する運動を水平投射といいます。
投げ出された物体は、弧を描くように「ななめ下方向」に落下していくため、複雑な運動に感じられますが、水平方向(x方向)と鉛直方向(y方向)に分けて考えることで解決します。
物体をある高さから「水平方向に初速を与えて」、弧を描くように落下する運動を水平投射といいます。
投げ出された物体は、弧を描くように「ななめ下方向」に落下していくため、複雑な運動に感じられますが、水平方向(x方向)と鉛直方向(y方向)に分けて考えることで解決します。
(2)水平方向(x方向)
水平方向の運動に着目すると、等速直線運動をしています。
投げ出されたときに力がかかる以外は、(水平方向には)力がかからないためです。
したがって、水平方向の速度 vx は常に v0 のままなのです。
vx = v0…①と覚えましょう。
そのため、水平方向の座標 x = v0t …②となります。
(3)鉛直方向(y方向)
鉛直方向の運動に着目すると、自由落下(運動)をしています。
投げ出されたときに下向きの力がかかっていない(初速を持たない)ためです。
したがって、
vy = gt …③
y = (1/2)gt2 …④
vy2= 2gy …⑤
(自由落下運動の公式)
<補足>
上記の公式の②と④から、t を消去することで、
y = { g / (2v02)}・x2
という式が導けます。
上記の公式の②と④から、t を消去することで、
y = { g / (2v02)}・x2
という式が導けます。
t が分からないときに使える公式ですので、覚えておくと便利です。
<まとめ>
・物体をある高さから「水平方向に初速を与えて」、弧を描くように落下する運動を水平投射という
・水平投射における運動は水平方向(x方向)と鉛直方向(y方向)に分けて考える
・水平方向には等速直線運動、鉛直方向には自由落下と同じ運動になる
・物体をある高さから「水平方向に初速を与えて」、弧を描くように落下する運動を水平投射という
・水平投射における運動は水平方向(x方向)と鉛直方向(y方向)に分けて考える
・水平方向には等速直線運動、鉛直方向には自由落下と同じ運動になる
※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります |
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