1.やさしい
20 m/s で走る質量 1900 kg の車が、逆向きに 12 m/s で走る質量 1400 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 = 1900 kgv1 = 20 m/sm2 = 1400 kgv2 = −12 m/s
v′ = m/s
解答つき運動量と衝突ワークシート
2.やさしい
6.5 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 3 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 = 1.5 kgv1 = 6.5 m/sm2 = 3 kgv′1 = 0.5 m/s
v′2 = m/s
3.ふつう
水平に 13 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 8 kg の破片は前向きに 21 m/s で進み続ける。質量 8 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 = 13 m/sm1 = 8 kgv′1 = 21 m/sm2 = 8 kg
v′2 = m/s
4.ふつう
摩擦のないレール上で、8 m/s で動く質量 4 kg のグライダーが、静止している質量 3 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 = 3 kgv1 = 8 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
5.むずかしい
質量 0.55 kg のボールが 18 m/s で壁に当たり、7 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 50 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 = 18 m/svout = 7 m/sΔt = 50 ms
J = N·s
6.むずかしい
質量 0.3 kg のボールが 18 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 25 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 = 0.3 kgvin = 18 m/svout = 17 m/sΔt = 25 ms
J = N·s
解答
- 1. v′ = 6.424 m/s
- 2. v′2 = 3 m/s
- 3. v′2 = 5 m/s
- 4. v′2 = 9.143 m/s
- 5. J = 13.75 N·s
- 6. J = 10.5 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。