1.やさしい
9 m/s で走る質量 1200 kg の車が、停止している質量 1500 kg の車に衝突する。 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）。
m1 = 1200 kgv1 = 9 m/sm2 = 1500 kgv2 = 0 m/s
v′ = m/s
解答つき運動量と衝突ワークシート
2.やさしい
自由に動ける質量 5 kg のライフルが、質量 10 g の弾丸を 700 m/s で発射する。どちらも初めは静止している。ライフルの反動の速さ V を求めよ。
M = 5 kgm = 10 gv = 700 m/s
V = m/s
3.ふつう
摩擦のないレール上で、12 m/s で動く質量 5 kg のグライダーが、静止している質量 3.5 kg のグライダーと完全弾性的に正面衝突する。 衝突後の 2 台目のグライダーの速度 v′2 を求めよ。
m1 = 5 kgm2 = 3.5 kgv1 = 12 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
4.ふつう
水平に 32 m/s で動いている質量 18 kg の物体が、同じ直線上を動く 2 つの破片に爆発する。質量 14 kg の破片は前向きに 44 m/s で進み続ける。質量 4 kg の破片の速度 v′2 を求めよ（元の向きを正とする）。
M = 18 kgu = 32 m/sm1 = 14 kgv′1 = 44 m/sm2 = 4 kg
v′2 = m/s
5.むずかしい
質量 0.1 kg のボールが 8 m/s で壁に当たり、7 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 25 ms である。 壁がボールに与える力積の大きさ J を求めよ。
m = 0.1 kgvin = 8 m/svout = 7 m/sΔt = 25 ms
J = N·s
6.むずかしい
交差点で、東向きに 25 m/s で走る質量 1900 kg の自動車が、北向きに 17 m/s で走る質量 1800 kg の自動車と衝突する。2 台は一体となる。 衝突直後の残骸の向き θ を、東から北向きに測って求めよ。
m1 = 1900 kgv1 = 25 m/s (E)m2 = 1800 kgv2 = 17 m/s (N)
θ = °
解答
- 1. v′ = 4 m/s
- 2. V = 1.4 m/s
- 3. v′2 = 14.12 m/s
- 4. v′2 = −10 m/s
- 5. J = 1.5 N·s
- 6. θ = 32.79 °
ステップごとの詳しい解答：このトピックは examproblems.com で練習できます。