高卒認定試験 物理基礎 H28-2 大問1 問3 解説+解答

解説:

等加速度運動の公式:
 速度:[math] v = at +v_0 [/math]
 距離:[math] x= \frac{1}{2} at^2 + v_0 t + x_0[/math]
 加速度:[math]a[/math]
 時刻:[math]t[/math]
 初速度:[math]v_0[/math]
 最初の位置:[math]x_0[/math]


この問題(この物体がx=18mの位置を通過する時刻は何sか)では、位置と時刻の関係を求められているので、距離の公式を使う。

$$ \begin{eqnarray}
 x&=& \frac{1}{2} at^2 &+& v_0 t &+& x_0 \\
18[m]&=&\frac{1}{2} \times 2.0[m/s^2] \times t^2 &+& 3.0[m/s] \times t &+& 0 \\
18&=&t^2&+&3t \\
t^2+3t-18&=&0 \\
(t+6)(t-3)&=&0 \\
t&=&-6,3 \\
\end{eqnarray} $$

従って、x=18mの位置を通過する時刻は、6秒前と3秒後と分かる。
6秒前は題意にそぐわないので、解答は3秒後となる。
また、有効桁数は2桁なので、3.0秒後ということになる。

以上。