慣性抵抗を受けて運動する物体
右図のように,
軸の正の向きに沿って直線運動する質量
の物体に,物体の速度
の
乗に比例する慣性抵抗力
(
:正定数)のみが作用する場合について,以下の問に答えよ.
物体の加速度を
として,物体の 運動方程式を書け.
解答
の運動方程式を解いて時刻
での物体の速度
を求め,
グラフを描け.
ただし,
での物体の速度を
とする.
解答
解説
より
であり,両辺を
で積分すると
(
:積分定数)
となり,一般解は次式となる.
初期条件
より
となり,特殊解として
が求まる.
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時刻
での物体の
軸上の位置
を求め,
グラフを描け.ただし,
での物体の位置を
とする.
解答
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解説
で求めた速度
より
(
:積分定数)
となり,初期条件
より
よって,次式を得る.
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2021年10月19日