加速度(4)
問1.12m/sで走る自動車が10s後には20m/sの速度となったとき、この自動車の平均の加速度を求めよ。
問2.北向きに15m/sで走っていた自動車が20s後には東向きに15m/sの速度となった。このときの平均の加速度および、その向きを求めよ。ただし、\(\sqrt{2}=1.4\)とする。

平均の加速度の定義より \[\large{a=\dfrac{20-12}{10-0}=\underline{0.80\text{[m/s}^2]}}\]
問2.北向きに15m/sで走っていた自動車が20s後には東向きに15m/sの速度となった。このときの平均の加速度および、その向きを求めよ。ただし、\(\sqrt{2}=1.4\)とする。

北向き、東向きを正としてバラバラに考えて計算していきます。
(1)まず北向きの平均の加速度\(\overrightarrow{a_N}\)は、20s後には0.00m/sとなったと考えて
\[\large{\overrightarrow{a_N}=\dfrac{0.00-15}{20-0}=-0.75[\text{m/s}^2]}\]
符号が負となっているから南向きに0.75m/s2の加速度となります。
(2)次に東向きの平均の加速度\(\overrightarrow{a_E}\)は、0.00m/sから20s後には15m/sとなったと考えて
\[\large{\overrightarrow{a_E}=\dfrac{15-0.00}{20-0}=0.75[\text{m/s}^2]}\]
符号は正なので東向きに0.75m/s2の加速度です。
0.00s時点での自動車の位置は北向き、20s後には東向きだったから東向きから北向きを引いて(南向きを足して)、
\[\large{\overrightarrow{a_E}-\overrightarrow{a_N}=\overrightarrow{a_E}+(-\overrightarrow{a_N})}\]
となるので、以下の対角線の長さが平均の加速度です。
これは正方形の対角線の長さとなるから、
\[\large{1:\sqrt{2}=0.75:x \\
\therefore x=1.1}\]
したがって、
平均の加速度:1.1m/s2、加速度の向き:南東
