衝動的な質問の例

衝動的な質問の4つの例

1.質量 0,5 kg のボールが床から高さ h _{1 = 7,2 m のところから自由落下し、高さ h 2} = 3,2 m まで跳ね返る。重力加速度が10 ms ^-2の場合、ボールに作用する力積は...

A. 2,0 Ns

B. 3,0 Ns

C. 10 Ns

D. 40 Ns

E. 80 Ns

討論

周知の事実として、以下のことが挙げられます。

ボールの質量 (m) = 0,5 kg

自由落下するボールの高さ (h ₁ ) = 7,2メートル

跳ね返るボールの高さ（h ₂）＝3,2メートル

地球の重力加速度 (g) = 10 m/ ^s²

質問：ボールに作用する衝撃

答え：

衝突直前のボールの速度（v）_o)

自由落下公式を用いて、衝突直前のボールの速度を計算します。高さ (h) = 7,2 メートル、重力加速度 (g) = 10 m/s² ^、床に衝突する直前の最終速度が与えられている場合、公式v² = 2ghを使用します^。

v _o ² = 2(10)(7,2) = 144

v₀ ₌ 2(10)(7,2) = 12 m/s

衝突前のボールの速度（v₀ _）は-12m/sです。負の符号は方向のみを示しています。

衝突直後のボールの速度（v）_t)

衝突直後のボールの速度を、上向き鉛直運動の公式を用いて計算します。高さ (h) = 3,2 メートル、重力加速度 (g) = -10 m/s² ^、最高点での最終速度 (v _t ^{2 ) = 0、床に衝突した直後の初速度が求められているため、} v _t ² = v _o ² + 2 ghの公式を使用します。

v _t ² = v _o ² + 2 gh

0 = v _o ² + 2 (-10)(3,2)

v _o ² = 64

v _o = √64 = 8 m/s

衝突後のボールの速度（v _t）は8 m/sです。

ボールに作用する衝撃（I）

運動量は、運動量保存の法則の公式を用いて計算される。

インパルス（I）＝運動量の変化（Δp）

I = m (v _t – v _o ) = (0,5)(8-(-12)) = (0,5)(8 + 12) = 0,5(20) = 10 ニュートン秒

正解はCです。

2.質量5グラムの卓球ボールが一定の高さから自由落下する（g = 10 ms⁻² ^）。床に衝突したときのボールの速度は6 ms⁻¹で^、衝突直後にボールは4 ms⁻¹の速度で上向きに跳ね返る^。ボールに作用する力積の大きさは…

A. 0,50 Ns

B. 0,25 Ns

C. 0,10 Ns

D. 0,05 Ns

E. 0,01 Ns

討論

周知の事実として、以下のことが挙げられます。

ボールの質量 (m) = 5グラム = 0,005 kg

ボールが床に当たる直前の速度 (v _o ) = -6 m/s

ボールが床に当たった直後の速度 (v _t ) = 4 m/s

正の速度と負の速度とは、衝突前のボールの速度の方向、つまりボールの動きの方向が、衝突後のボールの動きの方向と逆であることを意味します。

質問：衝動（I）

答え：

運動量保存の法則は、運動量（I）は運動量の変化（Δp）に等しいと述べている。

I = Δp = mv _t – mv _o = m (v _t – v _o )

I = (0,005)(4 – (-6)) = (0,005)(4 + 6) = (0,005)(10) = 0,05 ニュートン秒

正解はDです。

3. 20グラムのボールが速度v ₁ = 4 ms ^-1で左に投げられます。壁に当たった後、ボールは速度v ₂ = 2 ms ^-1で右に跳ね返ります。結果として生じる力積は…

A. 0,24 Ns

B. 0,12 Ns

C. 0,08 Ns

D. 0,06 Ns

E. 0,04 Ns

討論

以下のことが知られています。

ボールの質量 (m) = 20グラム = 0,020 kg

衝突前のボールの速度（v₀ _）＝-4m/s（左向き）

衝突後のボールの速度 (v _t ) = +2 m/s (右方向)

v _{oには、v t}との方向を区別するために負の符号が付けられています。

質問：衝動

ジャワブ：

インパルス（I）＝運動量の変化（Δp）＝mv _t – mv _o

インパルス (I) = m (v _t – v _o ) = 0,02 (2 – (-4))

インパルス (I) = 0,02 (2 + 4) = 0,02 (6)

インパルス（I）＝0,12ニュートン秒。

正解はBです。

4. 100グラムのテニスボールが、初速度なしで高さ20cmから床に落とされる。床に当たった後、ボールは1ms⁻¹の速度で跳ね返り^、重力加速度はg = 10ms⁻²^である。ボールが受ける運動量の変化は…

A. 0,1 Ns
B. 0,3 Ns
C. 0,5 Ns
D. 0,8 Ns
E. 0,9 Ns

討論
知られている :
ボールの質量 (m) = 100グラム = 0,1 kg
高さ (h) = 20 cm = 0,2 メートル
重力加速度 (g) = 10 m/s²²
ボールが床に当たった直後の速度（動詞）_t) = 1 m/秒
質問 ボールの運動量の変化
ジャワブ :
衝突前のボールの速度（v）_o)
自由落下公式を用いて、衝突前のボールの速度を計算します。ボールの自由落下高さ (h) = 0,2 メートル、重力加速度 (g) = 10 m/s² とします。² そして、ボールが床に当たるときの速度を尋ねたので、この公式が使われます。 v² = 2 gh
v² = 2 (10)(0,2) = 4
v = √4 = -2 m/s
ボールが床に衝突する前の動きの方向と、床に衝突した後の動きの方向が逆であるため、負の符号が付けられます。
ボールの運動量の変化（Δp）
Δp = mv_t – mv_o = m (v_t -v_o)
Δp = (0,1)(1 – (-2)) = (0,1)(1 + 2) = (0,1)(3) = 0,3 ニュートン秒
正解はBです。

質問元:

高校・職業高校向け全国統一試験物理問題