物理(力学)の質問です。

質問

物理の質問で、
どうしても答えが合わない場所があるので、
質問します。
回答が合わないのは大問の最後の問題なので、
それまでの答えは記載しておきます。
途中式を写真で撮って回答していただけると
非常にありがたいです。
※すべての問題が小数点以下四捨五入です。
(1)39(m/s)
(2)78(m)
(3)11(m)
(4)24/25倍
(4)のみ、答えが合いません。
そして、どう計算が間違っているのかさえ分かりません。

回答No.2

noname#185706 · ベストアンサー

重力加速度を g とすると、A が着地する直前の速さ v は、最初の問で求められているように、
v = g×4。　(1)
B が着地する直前の速さ w は、その初速度を w0 とすると
w = w0 + g×(4 - 1)。　(2)
ここで、w0 は前問で求められていますが、設問[2]の条件
w0×(4 - 1) + g×(4 - 1)^2 / 2 = g×4^2 / 2
より
w0 = (16 - 9) g / (2×3)
= 7 g / 6。　(3)
これを(2)へ代入すると
w = 25 g / 6。　(4)
(1)と(4)より、求める比は
v / w = (4 g) / (25 g / 6)
　　　= 24/25。

>力学的エネルギー保存の法則で解いたら

ビルの高さを h とすると、A（の単位質量）に関するエネルギー保存の式は
v^2 / 2 = g h。　(5)
B に関する同様の式は
w^2 / 2 = w0^2 / 2 + g h。　(6)
(6)の g h の項に(5)を使うと
w^2 / 2 = w0^2 / 2 + v^2 / 2。　(7)
求めたいのは v / w なので、(7)の両辺を w で割って整理すると、
(v / w)^2 = 1 - (w0 / w)^2。
ここで(3)と(4)を使うと
v / w = {1 - (7/25)^2}^(1/2)
　　　= 24/25
となります。

お礼

力学的エネルギーではないほうの、
回答方法で理解いたしました。
見ていて、おぉ！と思いました。
途中式回答、誠にありがとうございました！

回答No.1

noname#185706

>どう計算が間違っているのかさえ分かりません。

自分のした計算を示して、どこが間違っているのかを尋ねるべきです。

重力加速度を g として A と B の着地直前の速さを g で表わし、g に数値を入れないで両者の比をとると、答えが得られます。

補足

回答ありがとうございます。
塾の先生がやってみても、
配布された答えにたどり着きませんでした。
力学的エネルギー保存の法則で解いたら
間違うのでしょうか？