解答つき運動量と衝突ワークシート

無料で印刷できる運動量と衝突のワークシート：やさしい問題から試験レベルまで 6 問、解答つき。印刷するか PDF で保存できます。

新しいワークシートヒントつきでオンライン練習

先生方へ： 授業で自由に印刷・コピーしてお使いいただけます。新しいワークシートごとに数値が変わり、専用の解答が付きます。授業ページに ExamProblems へのリンクを載せていただけると嬉しいです。

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1.やさしい
0.3 kgv = ?

静止している質量 0.3 kg のボールを蹴る。足は平均 300 N の力で 4 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 = 0.3 kgFavg = 300 NΔt = 4 ms
v = m/s
2.やさしい
1100 kg11 m/s1700 kg14 m/s

11 m/s で走る質量 1100 kg の車が、逆向きに 14 m/s で走る質量 1700 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）。

m1 = 1100 kgv1 = 11 m/sm2 = 1700 kgv2 = −14 m/s
v′ = m/s
3.ふつう
10 kg35 m/s4 kgv′2​ = ?

水平に 6 m/s で動いている質量 14 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 10 kg の破片は前向きに 35 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 = 14 kgu = 6 m/sm1 = 10 kgv′1 = 35 m/sm2 = 4 kg
v′2 = m/s
4.ふつう
1200 kg10 m/s1200 kg

10 m/s で動いている質量 1200 kg の自動車が、静止している質量 1200 kg の自動車に衝突し、2 台は一体となる。 元の運動エネルギーの何パーセント ΔK/K が失われるか。

m1 = 1200 kgv1 = 10 m/sm2 = 1200 kgv2 = 0
ΔK/K = %
5.むずかしい
9 m/s13 m/s

質量 0.45 kg のボールが 9 m/s で壁に当たり、13 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 10 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 = 0.45 kgvin = 9 m/svout = 13 m/sΔt = 10 ms
J = N·s
6.むずかしい
2 kgv = ?15 g30°L = 1.4 m

質量 15 g の弾丸を、長さ 1.4 m の軽い糸でつり下げた質量 2 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 30° 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。

m = 15 gM = 2 kgL = 1.4 mθ = 30°g = 9.81 m/s²
v = m/s

解答

  1. 1. v = 4 m/s
  2. 2. v′ = −4.179 m/s
  3. 3. v′2 = −66.5 m/s
  4. 4. ΔK/K = 50 %
  5. 5. J = 9.9 N·s
  6. 6. v = 257.7 m/s

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。