質量1.0kgの物体Aが右向きに速さ3.0 m/sで運動し、静止している質量2.0kgの物体Bに正面衝突しました。衝突後、物体Aは止まりました。動き出した物体Bの速度(向きと大きさ)を有効数字2桁で求めます。
2025/3/27
1. 問題の内容
質量1.0kgの物体Aが右向きに速さ3.0 m/sで運動し、静止している質量2.0kgの物体Bに正面衝突しました。衝突後、物体Aは止まりました。動き出した物体Bの速度(向きと大きさ)を有効数字2桁で求めます。
2. 解き方の手順
この問題は運動量保存則を使って解きます。
運動量保存則とは、外部からの力が働かない場合、衝突前後の運動量の合計が等しいという法則です。
衝突前の運動量の合計は、物体Aの運動量()と物体Bの運動量()の和です。
衝突後の運動量の合計は、物体Aの運動量()と物体Bの運動量()の和です。
ここで、とはそれぞれ物体Aと物体Bの質量、とはそれぞれ物体Aと物体Bの衝突前の速度、とはそれぞれ物体Aと物体Bの衝突後の速度を表します。
運動量保存則は以下のように表されます。
問題文より、 kg, m/s, kg, m/s, m/s です。
これらの値を運動量保存則の式に代入すると、
物体Aの運動方向を正とすると、物体Bも同じ方向に運動します。
3. 最終的な答え
物体Bは右向きに1.5 m/sの速度で運動します。