19 m/s で走る質量 900 kg の車が、逆向きに 7 m/s で走る質量 500 kg の車と正面衝突する。 2 台の車は一体となる。衝突直後の共通の速度 v′ を求めよ(1 台目の車の向きを正とする)。
解答つき運動量と衝突ワークシート
1.やさしい
m1 = 900 kgv1 = 19 m/sm2 = 500 kgv2 = −7 m/s
v′ = m/s
2.やさしい
静止している質量 0.35 kg のボールを蹴る。足は平均 450 N の力で 10 ms の間ボールを押す。蹴った直後のボールの速さ v を求めよ。
m = 0.35 kgFavg = 450 NΔt = 10 ms
v = m/s
3.ふつう
摩擦のないレール上で、4 m/s で動く質量 0.5 kg のグライダーが、静止している質量 2 kg のグライダーと完全弾性的に正面衝突する。 衝突後の 1 台目のグライダーの速度 v′1 を求めよ(元の進行方向を正とする)。
m1 = 0.5 kgm2 = 2 kgv1 = 4 m/sv2 = 0
v′1 = m/s
4.ふつう
質量 15 g の弾丸を、軽い糸でつり下げた質量 1 kg の木片に水平に撃ち込むと、弾丸は木片の中にとどまる。木片は初めより 5 cm 高い位置まで振れ上がる。g = 9.81 m/s² とする。衝突前の弾丸の速さ v を求めよ。
m = 15 gM = 1 kgh = 5 cmg = 9.81 m/s²
v = m/s
5.むずかしい
交差点で、東向きに 18 m/s で走る質量 1600 kg の自動車が、北向きに 10 m/s で走る質量 1200 kg の自動車と衝突する。2 台は一体となる。 衝突直後の残骸の速さ v′ を求めよ。
m1 = 1600 kgv1 = 18 m/s (E)m2 = 1200 kgv2 = 10 m/s (N)
v′ = m/s
6.むずかしい
交差点で、東向きに 18 m/s で走る質量 1700 kg の自動車が、北向きに 12 m/s で走る質量 1700 kg の自動車と衝突する。2 台は一体となる。 衝突直後の残骸の速さ v′ を求めよ。
m1 = 1700 kgv1 = 18 m/s (E)m2 = 1700 kgv2 = 12 m/s (N)
v′ = m/s
解答
- 1. v′ = 9.714 m/s
- 2. v = 12.86 m/s
- 3. v′1 = −2.4 m/s
- 4. v = 67.02 m/s
- 5. v′ = 11.14 m/s
- 6. v′ = 10.82 m/s
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