演習問題

時刻 ${\displaystyle t=0}$ で質量 ${\displaystyle m_1}$ の物体 ${\displaystyle 1}$ を水平に対して角度 ${\displaystyle \theta }$ の方向に初速度 ${\displaystyle v_0}$ で投げる（斜方投射）． 投げた地点を原点とし水平方向を ${\displaystyle x}$ 軸，鉛直上向きを ${\displaystyle y}$ 軸とする．また，原点から ${\displaystyle x}$ 方向へ距離 ${\displaystyle l}$ ，高さ ${\displaystyle h}$ の所から時刻 ${\displaystyle t=0}$ で質量 ${\displaystyle m_2}$ の物体 ${\displaystyle 2}$ を初速度 ${\displaystyle 0}$ で自由落下させる．物体 ${\displaystyle 1}$ の ${\displaystyle x}$ 座標および ${\displaystyle y}$ 座標はそれぞれ ${\displaystyle x_1}$ ， ${\displaystyle y_1}$ ，物体 ${\displaystyle 2}$ の ${\displaystyle y}$ 座標は ${\displaystyle y_2}$ とする．空気抵抗は無視できるものとし，重力加速度を ${\displaystyle g}$ とする．

地上から ${\displaystyle 3.0\text{m}}$ の高さの位置から，質量 ${\displaystyle m〔\text{kg}〕}$ の羽と質量 ${\displaystyle 100m〔\text{kg}〕}$ の鉄球を同時に落下させた．空気抵抗を無視するとき，次の問いに答えよ．