| 物理 019 |
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5 0 42 4図11料方投射·船直投げ上げ,等速直線運動のストロボ写真(発光間属0.04秒) B斜方投射 小球を料め方向に投げる,料方投射と呼ばれる運動について考えよう。 図11のマルチストロボ写真から,小球は,水平(軸方向には等速直線理動をし、船直(y軸)方向には直投げ上げ運動をしていることがわかる。:解方投射された小球の運動を,水平投射の場合と同様に成分で表示する。 投げた点を原点として,水平にx軸始直上向きにy軸をとる。小球の加速度は,a"(a, a,)で与えられるので球にはたらく力は Fa(P. Fr)(mds, mdy と表せる。よって,小球の運動方程式の各成分は次のようになる。 m,,n,n-O E ▲図12 料方投射における時刻 での物体の位置と (17) (18 また,図12のように投げ上げる初速を0,向きは水平となす角(印角という)を0とし、小球の初速度をt=(hr, by)とするとhr m e cos o, toy m De sin 0 となる。水平方向には等速直線運動をするので,時刻:での速度 の水平成分bと水平方向の位置xは tsmhcos 0,Xm(bhcos 0)t で与えられ、船直方向には始直投げ上げ運動をするので,時刻での速度 の始直成分めと始直方向の位置yはym thsin 0-ot. ym(asin 0)t-o 19) で与えられる。(18), (19)式よりょを消去すると 20) ym-arx" +(tan 0)x が得られる。この式は,yがxの2次関数,つまり放物線であることを示している。 Ox R 0料方投射された小球の教時(放物線)を表す式は,上。に凸の2次間数のグラフとなる。 |