高校発展Chapter 2約8分
放物運動
水平と垂直を別々に考えるだけ。水平は等速、垂直は自由落下。それを組み合わせる。
#放物運動#投射#等加速度#水平投射#斜方投射
つまり「水平と垂直を切り離して考える」
| 方向 | 運動 | 加速度 |
|---|---|---|
| 水平(x) | 等速直線運動 | 0 |
| 鉛直(y) | 等加速度運動 | g = 9.8 m/s²(下向き) |
この2つを独立に計算して、最後に合わせる。
水平投射
問1 高さ20mの台から水平に10m/sで投げた。飛距離は?
落下時間: s
水平距離:
斜方投射
最高点の高さ:
水平到達距離:
θ = 45°のとき最大飛距離。
💡豆知識
野球のピッチャーが投げた球が重力で落ちる距離を計算できる。150 km/h(約41.7 m/s)の速球がホーム(約18 m)に届くまでの時間は約0.43秒。この間、重力で落下する距離は ½×9.8×0.43² ≈ 0.91 m。だからバッターはボールが少し下に来るのを見越してバットを振る必要がある。
⚠よく間違えるところ
斜方投射の「水平到達距離が最大になる角度は45°」は「空気抵抗がない場合」の話。実際の野球・砲弾・砲丸投げでは空気抵抗があるため、最適角度は45°より小さくなる(約30〜40°)。
✓重要ポイント
まとめ
- 水平:等速(力なし)
- 鉛直:等加速度(重力のみ)
- 最高点:vy = 0
- 45°で飛距離最大(空気抵抗なしの場合)
まとめ
- 水平:等速(力なし)
- 鉛直:等加速度(重力のみ)
- 最高点:vy = 0
- 45°で飛距離最大
// quiz
確認問題
Q1.放物運動で水平方向の運動はどれか?
Q2.最高点での鉛直方向の速度は?
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