7 m/s で走る質量 1700 kg の車が、停止している質量 500 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)。
解答つき運動量と衝突ワークシート
1.やさしい
m1 = 1700 kgv1 = 7 m/sm2 = 500 kgv2 = 0 m/s
v′ = m/s
2.やさしい
2.5 m/s で動いている質量 0.5 kg の台車が、静止している質量 1.5 kg の台車に衝突する。 衝突後、1 台目の台車は同じ向きに 0.5 m/s で進み続ける。 2 台目の台車の速度 v′2 を求めよ。
m1 = 0.5 kgv1 = 2.5 m/sm2 = 1.5 kgv′1 = 0.5 m/s
v′2 = m/s
3.ふつう
質量 12 g の弾丸を、軽い糸でつり下げた質量 3 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。
m = 12 gM = 3 kgh = 6 cmg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
24 m/s で動いている質量 600 kg の自動車が、静止している質量 1800 kg の自動車に衝突し、2 台は一体となる。 衝突で失われる運動エネルギー ΔK はどれだけか。
m1 = 600 kgv1 = 24 m/sm2 = 1800 kgv2 = 0
ΔK = J
5.むずかしい
交差点で、東向きに 17 m/s で走る質量 1900 kg の自動車が、北向きに 14 m/s で走る質量 1600 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 = 1900 kgv1 = 17 m/s (E)m2 = 1600 kgv2 = 14 m/s (N)
v′ = m/s
6.むずかしい
質量 0.55 kg のボールが 15 m/s で壁に当たり、17 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 5 ms である。 壁がボールに与える力積の大きさ J を求めよ。
m = 0.55 kgvin = 15 m/svout = 17 m/sΔt = 5 ms
J = N·s
解答
- 1. v′ = 5.409 m/s
- 2. v′2 = 0.6667 m/s
- 3. v = 272.3 m/s
- 4. ΔK = 129600 J
- 5. v′ = 11.23 m/s
- 6. J = 17.6 N·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。