教科書(物理基礎) 問21:鉛直投射

解法

直感的理解
この章の公式を総合的に使います。まず「どの運動か」を見極め、適切な公式を選びましょう。

鉛直方向の運動の公式(上向き正):

$$ v = v_0 - gt $$ $$ y = v_0 t - \frac{1}{2}gt^2 $$ $$ v^2 - v_0^2 = -2gy $$

具体的な数値を代入して計算します(\(g = 9.8 \, \text{m/s}^2\))。

初速度 9.8 m/s で投げ上げると最高点は 4.9 m/s × 1.0 s 後です。

答え:
(1) 最高点での速さ: $0 \, \text{m/s}$
(2) 最高点での加速度の大きさ: $9.8 \, \text{m/s}^2$
補足:空気抵抗がある場合

実際の落下では空気抵抗が働くため、終端速度(一定速度)に達します。しかし高校物理では通常、空気抵抗を無視して \(a = g\) 一定として扱います。

Point

最高点で「速度 = 0」と「加速度 = 0」を混同しないこと!加速度は常に $g$(下向き)です。