💡 ヒント:鉛直投げ上げ(高さ・通過時刻)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

鉛直投げ上げである高さを通過する時刻を求める問題。\(y = v_0 t - \tfrac{1}{2} g t^2 = h\) の2 次方程式を解くと、上昇時と下降時の2 つの解が出ます。

イメージ:上に投げたボールが高さ 5 m を通過するのは、上りで 1 回、下りで 1 回の計 2 回。

✏️ 求めるもの

初速 \(v_0\) で投げ上げた物体が高さ \(h\) を通過する時刻(2 つ)、またはある高さでの速度

🔬 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. 位置の式を立てる:\(h = v_0 t - \tfrac{1}{2} g t^2\)
  2. 2 次方程式に並び替え:\(\tfrac{1}{2} g t^2 - v_0 t + h = 0\)
  3. 解の公式で 2 解:正の 2 解(\(h < h_\text{max}\) のとき)
  4. 判別式 \(< 0\):その高さに到達しない(\(h > h_\text{max}\))
注意

2 解が等しい(重解)になるのは \(h = h_\text{max}\) の場合(最高点で 1 回だけ通過)。判別式 \(\geq 0\) を満たすときに到達可能。