💡 ヒント:応用問題39 水平投射(モンキーハンティング)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

サルが木からぶら下がっていて、ハンターがサルめがけて発射する → 同時にサルが手を離して落ち始める。必ずサルに弾は命中するのはなぜ?

弾とサル、両方とも同じ重力 \(g\) で下に引っ張られるため、同じ時刻に同じだけ「下に下がる」。だから水平方向の射線上にずっと一致したまま落下する、という有名な問題です。

✏️ 求めるもの

(1) 弾が地上に届くまでの時間 \(t\)(または距離 \(l\) を進む時間)、(2) その時刻のサルの落下距離、(3) 弾とサルが衝突する位置、(4) 重力の影響を考えると…?

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. (1) 弾が距離 \(l\) を進む時間:水平方向 \(l = v_0 t\) ⇒ \(t = l / v_0\)
  2. (2) その間のサル(と弾)の落下量:\(\tfrac{1}{2} g t^2\)
  3. (3) 衝突点:サルの初期高さから \(\tfrac{1}{2} g t^2\) だけ下がった位置
  4. (4) 重力なしの場合:サルは落ちず、弾は直進 → 当たらないか、サルがいた位置を通過するだけ
注意

サルめがけて狙う」がポイント。直線的に狙えば、両者とも同じだけ重力で下がるので必ず当たる。これは「重力が万物に等しく働く」ことの可視化問題。