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垂直に投げられたボールの変位は、時間とともにどのように異なりますか?

垂直に投げられたボールの変位は、放物線で時間とともに変化します。ここに理由があります:

物理学を理解する

* 重力: ボールに作用する主な力は重力であり、一定の加速(約9.8 m/s²)で下向きに引っ張ります。

* 初期速度: ボールは初期の上向き速度から始まり、重力のために徐々に減少します。

* 対称性: ボールの上向きの動きと下向きの動きは対称的です。つまり、開始位置に戻るのと同じ最高点に到達するのに同じ時間がかかります。

方程式

いつでもボールの変位(t)は、次の方程式を使用して計算できます。

S =UT +(1/2)GT²

どこ:

* s: 変位(上向き、負の下向き)

* u: 初期速度(上向き、下向きに負)

* g: 重力による加速(約-9.8 m/s²)

* t: 時間

方程式の分析

* 線形項(ut): 初期速度項は、変位に線形成分に寄与します。これは、変位が最初に一定の速度で変化することを意味します。

* 二次項((1/2)gt²): 重力項による加速により、変位に二次成分が導入されます。これにより、変位は時間の経過とともに増加する速度で変化し、放物線形状になります。

放物線の経路

変位は時間の2次機能であるため、方程式は放物線を作り出します。これがどのように見えるかです:

* 昇順フェーズ: ボールが上向きに移動すると、変位はプラスになり、初期速度により最初に急速に増加します。しかし、重力期間はそれを遅くし、ボールが最高点に達するまで増加率が低下します。

* 降順フェーズ: ボールが落ちると、変位は負になり、重力の加速により増加する速度で増加します。

キーポイント

*ボールの速度は最高点でゼロです。

*最高のポイントに到達するのにかかる時間は、初期位置に戻るのにかかる時間に等しい。

*フライト全体にわたるボールの合計変位はゼロです(出発点に戻ります)。

視覚表現

垂直に投げられたボールの変位と時間のグラフは、対称的な放物線のように見え、最高点はボールによって達成された最大変位を表します。

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