北へ20 m/sで走るバスの中で子供が立ち上がり、後方へ1.3 m/sで歩くと合成速度はいくらですか?
子供の合成速度の求め方
子供の合成速度を求めるには、まずバスに対する子供の相対速度を求め、そこにバスの速度を足します。
バスに対する子供の相対速度は次の通りです。
$$v_{child/bus} = -1.3\ \text{m/s}$$
(負の符号は、子供がバスの進行方向と逆、すなわち後方へ歩いていることを示します)
バスの速度は
$$v_{bus} = 20\ \text{m/s}$$
したがって子供の地上に対する合成速度は
$$v_{child} = v_{child/bus} + v_{bus}$$
$$v_{child} = -1.3\ \text{m/s} + 20\ \text{m/s} = 18.7\ \text{m/s}$$
つまり、子供はバスと同じ方向(北)へ 18.7 m/s の速度で移動しています。
