この問題では、物体の運動が3つの段階に分かれており、それぞれの段階での加速度と速度を求める必要があります。まずは、加速度aとa1を求める方法を段階的に解説し、最終的に物体の運動の特徴を明確にします。
1. 最初の10秒間の運動:正の加速度
問題では、物体が最初の10秒間に一定の大きさの正の加速度aで運動しているとあります。この間の運動を解析するためには、運動の基本的な式を使います。
加速度aの大きさは次の式で求められます:
v = u + at
ここで、vは最終速度、uは初速(0 m/s)、aは加速度、tは時間です。最終速度vはこの後の運動に必要です。
2. 45秒間の等速度運動
次に、物体は45秒間等速度運動を行います。等速度運動の場合、速度は一定なので、この間に移動した距離を求めることができます。
距離sは次の式で求められます:
s = v * t
ここで、vは等速度、tは時間(45秒)です。この距離が問題文にある1000mに達することを確認します。
3. 逆向きの運動:負の加速度
物体が1200mの位置で停止するためには、負の加速度a1を使って運動する必要があります。負の加速度による減速を解析するためには、次の式を使用します:
v² = u² + 2as
ここで、vは最終速度(0 m/s)、uは初速、aは加速度、sは移動距離です。この式から、負の加速度a1を求めることができます。
4. まとめ:加速度aとa1の求め方
問題を解くために、最初に加速度aを求め、次に等速度運動による移動距離を確認しました。そして、負の加速度a1を使って物体の減速を計算しました。これらの情報を基に、物体の運動がどのように進行するかを理解することができます。
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