15 m/s で走る質量 1700 kg の車が、逆向きに 8 m/s で走る質量 1800 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 = 1700 kgv1 = 15 m/sm2 = 1800 kgv2 = −8 m/s
v′ = m/s
2.やさしい
14 m/s で走る質量 1200 kg の車が、逆向きに 6 m/s で走る質量 600 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 = 1200 kgv1 = 14 m/sm2 = 600 kgv2 = −6 m/s
v′ = m/s
3.ふつう
7 m/s で動いている質量 1900 kg の自動車が、静止している質量 1900 kg の自動車に衝突し、2 台は一体となる。 衝突で失われる運動エネルギー ΔK はどれだけか。
m1 = 1900 kgv1 = 7 m/sm2 = 1900 kgv2 = 0
ΔK = J
4.ふつう
18 m/s で動いている質量 1500 kg の自動車が、静止している質量 1700 kg の自動車に衝突し、2 台は一体となる。 衝突で失われる運動エネルギー ΔK はどれだけか。
m1 = 1500 kgv1 = 18 m/sm2 = 1700 kgv2 = 0
ΔK = J
5.むずかしい
質量 0.35 kg のボールが 30 m/s で壁に当たり、13 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 = 0.35 kgvin = 30 m/svout = 13 m/sΔt = 25 ms
Favg = N
6.むずかしい
質量 0.15 kg のボールが 30 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 5 ms である。 壁がボールに及ぼす平均の力 Favg を求めよ。
m = 0.15 kgvin = 30 m/svout = 19 m/sΔt = 5 ms
Favg = N
解答
- 1. v′ = 3.171 m/s
- 2. v′ = 7.333 m/s
- 3. ΔK = 23275 J
- 4. ΔK = 129094 J
- 5. Favg = 602 N
- 6. Favg = 1470 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。