7 m/s で動いている質量 1.5 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 2.5 m/s で進み続ける。 2 台目の台車の速度 v′2 を求めよ。
解答つき運動量と衝突ワークシート
1.やさしい
m1 = 1.5 kgv1 = 7 m/sm2 = 1.5 kgv′1 = 2.5 m/s
v′2 = m/s
2.やさしい
19 m/s で走る質量 1600 kg の車が、停止している質量 1600 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 = 1600 kgv1 = 19 m/sm2 = 1600 kgv2 = 0 m/s
v′ = m/s
3.ふつう
質量 8 g の弾丸を、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。木片は初めより 21 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 = 8 gM = 2 kgh = 21 cmg = 9.81 m/s²
v = m/s
4.ふつう
摩擦のないレール上で、12 m/s で動く質量 4.5 kg のグライダーが、静止している質量 0.5 kg のグライダーと完全弾性的に正面衝突する。 衝突後の 1 台目のグライダーの速度 v′1 を求めよ(元の進行方向を正とする)。
m1 = 4.5 kgm2 = 0.5 kgv1 = 12 m/sv2 = 0
v′1 = m/s
5.むずかしい
質量 20 g の弾丸を、長さ 1.5 m の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。糸は鉛直から最大 20° 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 = 20 gM = 1.5 kgL = 1.5 mθ = 20°g = 9.81 m/s²
v = m/s
6.むずかしい
質量 10 g の弾丸を、長さ 1 m の軽い糸でつり下げた質量 1 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 20° 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 = 10 gM = 1 kgL = 1 mθ = 20°g = 9.81 m/s²
v = m/s
解答
- 1. v′2 = 4.5 m/s
- 2. v′ = 9.5 m/s
- 3. v = 509.5 m/s
- 4. v′1 = 9.6 m/s
- 5. v = 101.2 m/s
- 6. v = 109.9 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。