問1 衝突後の小物体Aの速度を表す式として正しいものを一つ選べ。
一問2 tの間に小物体Aが小物体Bから受けた力の平均値を表す式として正しい」
40
第1章 カと運動
$5 運動量
2に入れる式とし
科学的に正しい考察となるように,文章中の空欄 1
て最も適当なものを, 下の選択肢のうちからそれぞれ一つずつ選べ。
む質量mの小物体Bが衝突し, 衝突後も2軸上を運動した
た時間を4, はね返り係数(反発係数)を e(0<eS1)とする
2 次の文章は, この実験結果に関する生徒たちの会話である。生徒たちの説明が
衝突時に接触し、
「短い時間の間だけど, 力は大きく変化していて一定じゃないね。」
「そのような場合, 力と運動量の関係はどう考えたらいいのだろうか。」
「測定結果のグラフの1=4.0×10"sから=19.0×10-°s までの間を2台の台車が
接触していた時間tとしよう。そして, 測定点を滑らかにつなぎ, 図2のように
影をつけた部分の面積をSとしよう。弾性衝突ならば, S=
0 -2ev
0
ーev
6 2ev
6 ev
ev
1が成り立つはず
のを一つ選べ。
だ。」
「その面積Sはグラフからどうやって求めるのだろうか。」
「衝突の間にAが受けた力の最大値を子とすると, 面積Sはおよそ2
emv
2emv
emv
0
24t
の
At
に等しい
At
(1-e)mu
24t
(1-e) mu
6
2(1-e)mu
At
At
(1+e) mu
の
24t
と考えていいだろう。」
F(N]
50
(1+e)mu
2(1+e)mu
9
At
At
●Aが受けたカ
B 高校の授業で, 衝突中に2物体が及ぼし合う力の変化を調べた。カセンサーの
ついた台車 A. Bを,水平な一直線上で, 等しい速さで向かい合わせに走ら中
衝突させた。センサーを含む台車1台の質量 mは1.1kgである。それぞれの台南
が受けた水平方向の力を測定し, 時刻!との関係をグラフに表すと図1のように
なった。ただし,台車Bが衝突前に進む向きを力の正の向きとする。IN
40
30
S
20
10
itims]
0
-20
E10}
F(N)
50
-10
●Aが受けた力
20-
40
-30
30
- 40
ABが受けた力
20
-50
10
図2
0
10
t[ms]
1の選択肢
- 10
-20
0。
の m0
2mu
④ 0
mv
- 30
mu
6 mo
0 2m
- 40
2の選択肢
ABが受けた力)
-50
図1
fAt
fat
6 2fAt
0 年0
