静止している質量 0.25 kg のボールを蹴る。足は平均 800 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。
解答つき運動量と衝突ワークシート
1.やさしい
m = 0.25 kgFavg = 800 NΔt = 4 ms
v = m/s
2.やさしい
9.5 m/s で動いている質量 1 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。
m1 = 1 kgv1 = 9.5 m/sm2 = 1.5 kgv′1 = 2.5 m/s
v′2 = m/s
3.ふつう
摩擦のないレール上で、2 m/s で動く質量 1.5 kg のグライダーが、静止している質量 4.5 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 = 1.5 kgm2 = 4.5 kgv1 = 2 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
4.ふつう
水平に 10 m/s で動いている質量 17 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 1 kg の破片は前向きに 32 m/s で進み続ける。質量 16 kg の破片の速度 v′2 を求めよ(元の向きを正とする)。
M = 17 kgu = 10 m/sm1 = 1 kgv′1 = 32 m/sm2 = 16 kg
v′2 = m/s
5.むずかしい
質量 0.45 kg のボールが 11 m/s で壁に当たり、10 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 20 ms である。 壁がボールに及ぼす平均の力 Favg を求めよ。
m = 0.45 kgvin = 11 m/svout = 10 m/sΔt = 20 ms
Favg = N
6.むずかしい
質量 0.55 kg のボールが 30 m/s で壁に当たり、11 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 25 ms である。 壁がボールに及ぼす平均の力 Favg を求めよ。
m = 0.55 kgvin = 30 m/svout = 11 m/sΔt = 25 ms
Favg = N
解答
- 1. v = 12.8 m/s
- 2. v′2 = 4.667 m/s
- 3. v′2 = 1 m/s
- 4. v′2 = 8.625 m/s
- 5. Favg = 472.5 N
- 6. Favg = 902 N
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。