17 m/s で走る質量 800 kg の車が、逆向きに 14 m/s で走る質量 1600 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 = 800 kgv1 = 17 m/sm2 = 1600 kgv2 = −14 m/s
v′ = m/s
2.やさしい
7 m/s で走る質量 900 kg の車が、停止している質量 1200 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 = 900 kgv1 = 7 m/sm2 = 1200 kgv2 = 0 m/s
v′ = m/s
3.ふつう
摩擦のないレール上で、6 m/s で動く質量 4 kg のグライダーが、静止している質量 2.5 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 = 4 kgm2 = 2.5 kgv1 = 6 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
4.ふつう
水平に 8 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 6 kg の破片は前向きに 38 m/s で進み続ける。質量 10 kg の破片の速度 v′2 を求めよ(元の向きを正とする)。
M = 16 kgu = 8 m/sm1 = 6 kgv′1 = 38 m/sm2 = 10 kg
v′2 = m/s
5.むずかしい
交差点で、東向きに 24 m/s で走る質量 1500 kg の自動車が、北向きに 17 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。 衝突直後の残骸の向き θ を、東から北向きに測って求めよ。
m1 = 1500 kgv1 = 24 m/s (E)m2 = 1700 kgv2 = 17 m/s (N)
θ = °
6.むずかしい
交差点で、東向きに 17 m/s で走る質量 1800 kg の自動車が、北向きに 11 m/s で走る質量 800 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 = 1800 kgv1 = 17 m/s (E)m2 = 800 kgv2 = 11 m/s (N)
θ = °
解答
- 1. v′ = −3.667 m/s
- 2. v′ = 3 m/s
- 3. v′2 = 7.385 m/s
- 4. v′2 = −10 m/s
- 5. θ = 38.76 °
- 6. θ = 16.04 °
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。