R２年度第２回高認物理基礎大問１解説

大問１

問１【時速と秒速】

　リニアモーターカーは、500km/hの速さでの営業運転が予定されている。
この速さは何m/sか。
・$500 \times 1000 \div (60 \times 60) = \dfrac{500000}{3600} = \dfrac{5000}{36} = 138.8\cdots \fallingdotseq 139$

問２【平均の速さ】

　A君とB君が同時にスタートして100mを走った。
スタート直後A君が前を走っていたが、途中でB君がA君を追い抜いた。
しかしB君がゴール手前で力を抜いて走ったため、A君が先にゴールし、その後B君がゴールした。
A君とB君の二人がスタートしてからゴールするまでのそれぞれの平均の速さに関する文として正しいものはどれか。
・A君が先にゴールしているので、平均の速さはA君の方が速い。

【参考】
A君の平均の速さは$\dfrac{100}{t_{\mathrm{A}}}$（m/s）、B君の平均の速さは$\dfrac{100}{t_{\mathrm{B}}}$（m/s）
$t_{\mathrm{A}} < t_{\mathrm{B}}$
よって、$\dfrac{100}{t_{\mathrm{A}}} > \dfrac{100}{t_{\mathrm{B}}}$

問３【投げ上げと自由落下】

　時刻０sでボールを真上に投げ上げたところ、２s後にもとの位置に戻った。
もとの位置に対するこのボールの最高点の高さは何mか。
ただし、空気抵抗は無視できるものとし、重力加速度の大きさを$9.8 \mathrm{m/s^2}$とする。
・ボールの初速度を$v_0$とすると、ボールの速度は$v_0 - 9.8t$

$2 \div 2 = 1$秒後に最高点に達するので、$v_0 - 9.8 \times 1 = 0$
$v_0 = 9.8$（m/s）
最高点の高さは、$\dfrac{1}{2} \times 9.8 \times 1 = 4.9$（ｍ）
【参考】
・H30年度第１回高認物理基礎大問１解説：https://tanakah17191928.blogspot.com/2023/06/h30_16.html

問４【物体の落下】

　軽い物体と重い物体を同じ高さから初速度０で同時に手をはなし、地面に落下させた。
空気抵抗が無視できる場合、物体の落下に関する文として正しいものはどれか。
・重い物体も軽い物体も、同時に地面に達する。

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