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ボディは摩擦のない平面を滑り落ち、休息から始動した後3秒間に19.4m移動します。

この問題を解決する方法は次のとおりです。

物理学を理解する

* 均一な加速: 摩擦のない傾斜面を下に滑り落ちる体は、重力による一定の加速を経験します。傾斜に沿った加速成分は *g *sin(θ)です。ここで、 *g *は重力(9.8 m/s²)による加速度であり、θは傾斜の角です。

* 運動学: 運動方程式を使用して、移動した距離、加速、および時間を関連付けます。

手順

1。変数を定義します:

* * s * =距離移動(19.4 m)

* * t * =時間(3秒) - * 3番目の *秒を検討しているため、最初の2秒で移動した距離を考慮する必要があります。

* *a *=acceleration =*g *sin(θ)

* *θ * =傾斜の角度(見つけたいもの)

2。最初の2秒で移動した距離を見つけます:

*式を使用します:*s*=*ut* +(1/2)*a*t²

*最初の速度(*u*)は、体が安静から始まるので0です。

*加速度(*a*)は*g*sin(θ)です。

*時間(*t*)は2秒です。

*代替と簡素化: * s * =(1/2) * * g * sin(θ) *2²=2 * * g * sin(θ)

3。 3番目の2番目の距離を見つけます:

* 3番目に移動した距離は、最初の2秒で移動した距離を引いた3秒で合計距離です。

* * s *(3番目の秒)=19.4 m -2 * * g * sin(θ)

4。 3番目の2番目の運動方程式を適用します:

**s*(3番目の秒)=*u*t +(1/2)*a*t²

* * u *は、3番目の2秒の開始時の速度です(これは、最初の2秒後の最終速度です)。

* * t *は1秒です。

* *a *is *g *sin(θ)

5。 3番目の2番目の秒の先頭に速度を見つけます:

* *u *=*at *=*g *sin(θ) *2 =2 * *g *sin(θ)

6。θ:を代用して解決します

* 19.4-2 * * g * sin(θ)=(2 * * g * sin(θ)) * 1 +(1/2) * * g * sin(θ) *1²

* 19.4 =(5/2) * * g * sin(θ)

* sin(θ)=(19.4 * 2) /(5 * 9.8)

*θ=arcsin(19.4 * 2 /(5 * 9.8))

*θ≈22.6度

したがって、平面の傾斜角は約22.6度です。

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