小球を投げ上げたときの速度と距離の計算方法

小球を初速度19.6m/sで船直上に投げ上げた場合、2秒後の速度と距離を計算する方法について解説します。

1. 基本的な物理法則

物体を投げ上げたときの運動を計算するには、運動方程式を使います。ここで重要なのは、重力加速度gが9.8m/s²であることです。この加速度が物体に常に働いていると仮定します。

物体の速度は、以下の運動方程式を使って計算できます。
v = u – g * t
ここで、vは2秒後の速度、uは初速度（19.6m/s）、gは重力加速度（9.8m/s²）、tは時間（2秒）です。

これを計算すると、2秒後の速度vは、v = 19.6m/s – 9.8m/s² * 2s = 0m/sとなります。つまり、2秒後には速度がゼロになります。

次に、物体が進んだ距離を計算します。距離は以下の運動方程式で求められます。
s = u * t – 0.5 * g * t²
ここで、sは距離、uは初速度（19.6m/s）、gは重力加速度（9.8m/s²）、tは時間（2秒）です。

計算すると、s = 19.6m/s * 2s – 0.5 * 9.8m/s² * (2s)² = 19.6m – 19.6m = 0mです。2秒後に物体は最初の位置に戻ってきたことがわかります。

小球を19.6m/sの初速度で投げ上げると、2秒後の速度は0m/sであり、距離は0mになります。これは、重力加速度が物体の上向きの速度を打ち消すためです。これらの計算は、物理法則に基づいており、簡単に導き出すことができます。