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コンテスト/Gnit Sunday Open 003 (GSO003)/第2問 磁気浮上コースターのシミュレーションと滑走速度
第2問

磁気浮上コースターのシミュレーションと滑走速度

終了
100 ptsLv.2 入門力学
2026/04/05 19:30〜2026/04/05 21:00
作成者:admin

問題文

遊園地の新アトラクションとして、磁気浮上技術を用いて車体と軌道の間の摩擦を完全に排除した、直線状の斜面を下る「リニア・コースター」が設計されている。 このコースターの運動は空気抵抗を無視できるものとし、斜面を滑り降りるときの加速度(1秒あたりの速さの増加量)を aaa とすると、aaa は斜面の高さ hhh に比例し、斜面の長さ LLL に反比例することが理論的に分かっている。すなわち、未知の比例定数を kkk とすると以下の関係式が成り立つ。

a=k×hLa = k \times \frac{h}{L}a=k×Lh​

設計チームは、コンピュータ・シミュレーションを用いて事前の動作テストを行った。 シミュレーション空間上に長さ L0L_0L0​、高さ h0h_0h0​ のテスト斜面を構築し、最上部から車体を静かに発進させたところ、車体の加速度は a0a_0a0​ であった。

次に、このシミュレーション結果に基づき、実際の建設予定地に長さ L1L_1L1​、高さ h1h_1h1​ の本番用斜面コースを設計した。 この本番用コースの最上部から車体を静かに発進させたとき、発進してから時間 TTT が経過した瞬間の車体の速さ vvv を求めよ。

制約

  • L0=5.0 mL_0 = 5.0 \ \mathrm{m}L0​=5.0 m
  • h0=2.0 mh_0 = 2.0 \ \mathrm{m}h0​=2.0 m
  • a0=3.92 m/s2a_0 = 3.92 \ \mathrm{m/s^2}a0​=3.92 m/s2
  • L1=50.0 mL_1 = 50.0 \ \mathrm{m}L1​=50.0 m
  • h1=15.0 mh_1 = 15.0 \ \mathrm{m}h1​=15.0 m
  • T=4.0 sT = 4.0 \ \mathrm{s}T=4.0 s

入力形式

得られた速さ v [m/s]v \ [\mathrm{m/s}]v [m/s] の値を 100100100 倍した値を自然数で回答せよ。

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