放物線の道のりを求める
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2014.04.21


(1) ある物質が移動したときに描く軌跡

  質量 の物質は、 最初に座標原点に存在します。 その物質の初速は、 軸の正方向に 軸の正方向に です。 その物質には 軸の正方向に大きさ の力が作用し続けます。 この物質が移動したときに描く軌跡の方程式を求めてみましょう。



軸方向の運動方程式 :
     
     

軸方向の運動方程式 :
     
     



これが、 この物質が移動したときに描く軌跡の方程式です。



(2) 上記の軌跡を軌道とする点の移動

  点Pが、一定の速さで、上記の物質が移動した後の軌跡を軌道として移動します。
点Pは、 の位置にいて、 の範囲内を移動します。 の時間あたりに の道のりを移動します。  のときに点Pが存在する位置を小数点以下3桁の精密さで求めてみましょう。
  道のりの公式は次のようになっています。
     

したがって、 答えを求めるプログラムは次のようになります。
なお、 放物線の道のりの求め方については、 解析学 > 放物線の道のり をご覧ください。