解答つき運動量と衝突ワークシート

静止している質量 0.2 kg のボールを蹴る。足は平均 450 N の力で 8 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。

6.5 m/s で動いている質量 3 kg の台車が、静止している質量 4 kg の台車に衝突する。 衝突後、1 台目の台車は同じ向きに 2 m/s で進み続ける。 2 台目の台車の速度 v′₂ を求めよ。

水平に 34 m/s で動いている質量 16 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 3 kg の破片は前向きに 47 m/s で進み続ける。質量 13 kg の破片の速度 v′₂ を求めよ（元の向きを正とする）。

質量 10 g の弾丸を、軽い糸でつり下げた質量 1.5 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 6 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。

質量 0.45 kg のボールが 30 m/s で壁に当たり、12 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 5 ms である。 壁がボールに及ぼす平均の力 F_avg を求めよ。

質量 20 g の弾丸を、長さ 1.1 m の軽い糸でつり下げた質量 4 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。糸は鉛直から最大 15° まで振れる。g = 9.81 m/s² とする。衝突前の弾丸の速さ v を求めよ。