基本例題 31 平面上の運動量の保存
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なめらかな水平面のx軸上を正の向きに6.0m/sの速さで進んでいた
質量 0.10kgの小球Aと, y 軸上を正の向きに 4.0m/sy
の速さで進んでいた質量 0.20kgの小球Bが原点Oで衝
突した。 衝突後のAの速度のx成分が2.0m/s, y成分
が 5.0m/sであるとすると,Bはどのような方向へ速さ
何m/sで進んだか。 衝突後のBの速度の向きは, x軸
となす角を0とするときの tan の値で答えよ。
A 6.0m/s
0
x
4.0m/s
BO
指針 衝突後のBの速度のx, y成分を仮定し, それぞれの方向で運動量保存則の式を立てる。
vy=1.5m/s
ひx=2.0m/s,
vx=2.0m/s,vy=1.5m/s
したがって, Bの速さ
はv=vx2+vy2
解答 衝突後のBの速度のx, y成分をそれぞ
れ ひx, vy [m/s] とすると, x方向とy
方向について運動量の各成分の和がそ
れぞれ保存されるから
=√2.02+1.52
x方向: 0.10×6.0 = 0.10×2.0+0.20vx
方向:0.20×4.0=0.10×5.0+0.20vy
この2式からひx と y を求めると
=2.5m/s
tan0=
Vy 1.5
=
=
Ux 2.0
=0.75
Vy
0
Vx
B
DLAZ