物理教室

問題1 解答その4

D:

 物体Bは水平方向に運動しませんから
衝突するx座標は
x=Lの位置になります。

求めたいのは衝突時の、物体Bの点Pからの落下距離ですが
これは物体Aの点Qからの鉛直方向の落下距離と同じです。
なぜなら
鉛直方向に関して
物体Aと物体Bは同じ運動をしているからです。
どちらで考えても結果はおなじです。
ここでは、あえて物体Aで考えて見ましょう。

物体Aが x = L にいくまでの時間は

物体Aのある時刻のy座標は




です。初期位置は原点(y0=0)より

と書き直すことができます。

物体Aが x = L に行く時刻を
tL とすると
そのときのy座標は v0  、 tL  を代入してあげて

と求まり、計算してあげると


となります。
求めたいのは、点Qからの落下距離ですから
点Qの座標から
今もとまった座標を引いてあげなければなりません。
点Qの座標はBで求まってますから
答えは

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