動きのあるボールの完全な科学的説明:
オブジェクト: 野球(質量=0.145 kg)
初期状態:
* 位置: (0m、0m、0m) - 座標系の起源
* 速度: (0m/s、0m/s、0m/s) - ボールは安静です
* 加速: (0m/s²、0m/s²、-9.8m/s²) - 重力のため(上向きはZ軸が正しいと仮定)
動き:
*ボールは、20 m/sの初期速度で水平まで45度の角度で上向きに投げられます。
運動方程式:
* 位置:
* x(t)=(20m/s * cos(45°)) * t
* y(t)=(20m/s * sin(45°)) * t-(1/2) * 9.8m/s² *t²
* z(t)=0m(z軸に垂直運動がないと仮定)
* 速度:
* vx(t)=20m/s * cos(45°)
* vy(t)=20m/s * sin(45°)-9.8m/s² * t
* vz(t)=0m/s
* 加速:
* ax(t)=0m/s²
* ay(t)=-9.8m/s²
* az(t)=0m/s²
時間:
*ボールは、vy(t)=0。Tを解くと最高点に到達します。
* 0 =20m/s * sin(45°)-9.8m/s² * t
* t =(20m/s * sin(45°))/9.8m/s²≈1.44秒
最終状態:
* 位置: (x(t)、y(t)、0m) - 上記の式を使用してt =1.44秒で計算されます
* 速度: (20m/s * cos(45°)、0m/s、0m/s) - 水平速度は一定のままで、ピーク時に垂直速度はゼロです
* 加速: (0m/s²、-9.8m/s²、0m/s²) - 重力による加速は一定のままです
追加情報:
* 空気抵抗: この説明は、ボールの軌跡と速度に影響する空気抵抗を無視します。
* 回転: この説明は、ボールが回転しないと仮定しています。回転ボールには追加の力があります(マグナス効果)。
この説明は、その位置、速度、加速、および時間の観点から、野球の動きを包括的に理解することを提供します。正確な数学方程式を使用し、関連する物理法則を考慮します。
これはほんの一例です。完全な科学的説明は、特定のオブジェクトとその動きのコンテキストに依存します。