二段階の運動

CoddyのPhysicsジャーニー「力学」セクションの一部。レッスン 43/97。

多くの運動は段階を経て進みます。押してから滑る、というようにです。各段階にはそれぞれ力が働くため、それぞれ一定の加速度があります。

$v_1 = v_0 + a_1 t_1, \quad v = v_1 + a_2 t$

ステージ1の終わりの速度は、ステージ2の初速度です。

箱の速度と時間の関係：最初の3秒間に速度は0から毎秒12メートルまで直線的に上昇し、その後9秒の時点で0まで直線的に低下する。3秒の位置にある点線がステージ1とステージ2を分けている

各ステージはそれぞれ独自の傾きを持つ直線で、引き継ぎ時の速度でつながっています。

チャレンジ

$50\ \mathrm{kg}$ のそりが、平らな雪面で静止状態から動き始める。ロープが右向きに $120\ \mathrm{N}$ の力で $5\ \mathrm{s}$ の間そりを引く一方、動摩擦力が $20\ \mathrm{N}$ の力でそりを押し戻す。その後、ロープを放す。前向きを正として、そりが止まるまで滑る時間 $\relax t_{2}$ を求めなさい。