| 物理 017 |
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2画2物運動
a 打ち上げ花火では,花火玉が間から発射され,上空で「割薬」と呼ばれる火薬に火が入り場発するその場発によって「星」と呼ばれる発光火薬を四方八方に飛び散らせる。これが輝きながら花状に開くのが花火である。この花火の一つ一つ,「星」の動跡は放物線を描いていると思われるが,本当だろうか。どのようにしたら放物線であることを確かめられるだろうか。 1節では,平面内の運動でも複数の方向に分解してとらえることで,より単純化できることを学んだ。また,運動方程式ma-下は,各成分に分解しても成立することを学んだ。ここでは,物体の運動の各成分を調べることで、はたらく力を考えてみよう。 運動のようすから,物体にはたらくカの向きがわかるのだろうか。 復容 HR下 ▲図9 水平投射·自由落下·等速直線運動のマルチストロボ写真(発光間隔0.04秒) ←社ー ·鉛直投射·水平投射 A水平投射 物体に水平方向の初速度のみを与えて落下させた場合を水平投射と呼ぶ。図9のように,水平投射させた小球(●)の動きと自由落下させた小球(●)の動きをマルチストロボ写真で比較すると,同時刻における小球の始直方向の位置はどちらも同じであることがわかる。また,水平投射した小球(●)の水平方向の位置は初速度のまま等速直線運動した場合(●)と同じであることもわかる。これらのことから,水平投射された小球を水平方向と始直方向に分けて説明してみよう。 水平右向きをx軸、船直下向きをy軸とし,質量mの小球を原点から水平投射する。ただし,船直下向きの重力加速度の大きさをgとする。小球の加速度aは,水平方向は等速直線運動をしたことからa,=0,始直方向は自由落下と同じ動きをしたことからay-gだとわかる。よって,ma=ドを考えると,ma,"F, ma,",となり 0以時,特に断りのないかぎり、空気の紙抗は無視するものとする。 r"n0 が得られる。 回eA回2 |