24 m/s で走る質量 900 kg の車が、停止している質量 800 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 = 900 kgv1 = 24 m/sm2 = 800 kgv2 = 0 m/s
v′ = m/s
2.やさしい
10 m/s で走る質量 1100 kg の車が、停止している質量 1700 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 = 1100 kgv1 = 10 m/sm2 = 1700 kgv2 = 0 m/s
v′ = m/s
3.ふつう
摩擦のないレール上で、4 m/s で動く質量 5 kg のグライダーが、静止している質量 1.5 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 = 5 kgm2 = 1.5 kgv1 = 4 m/sv2 = 0
v′1 = m/s
4.ふつう
摩擦のないレール上で、4 m/s で動く質量 2.5 kg のグライダーが、静止している質量 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 = 2.5 kgm2 = 5 kgv1 = 4 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
5.むずかしい
質量 0.3 kg のボールが 21 m/s で壁に当たり、5 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 = 0.3 kgvin = 21 m/svout = 5 m/sΔt = 5 ms
J = N·s
6.むずかしい
質量 0.5 kg のボールが 13 m/s で壁に当たり、19 m/s でまっすぐはね返る。接触時間は 10 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 = 0.5 kgvin = 13 m/svout = 19 m/sΔt = 10 ms
J = N·s
解答
- 1. v′ = 12.71 m/s
- 2. v′ = 3.929 m/s
- 3. v′1 = 2.154 m/s
- 4. v′2 = 2.667 m/s
- 5. J = 7.8 N·s
- 6. J = 16 N·s
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