線形運動量に関する8つの問題例
1. 質量1kgの物体が10m/sの速度で移動している。 弾み 目的は…
討論
知られている :
質量（m）= 1 kg
速度 (v) = 10 m/s
質問 : 線運動量 (p)
ジャワブ :
運動量の公式: p = mv
説明: p = 運動量、m = 質量、v = ケセパタン.
物体の運動量とは：
p = mv = (1)(10) = 10 kg m/s2
2. 質量がそれぞれ2kgと4kgの2つの物体が、20m/sの速度で移動している。各物体の運動量は…
討論
知られている :
物体Aの質量（m）A) = 2kg
物体Bの質量（m）B) = 4kg
物体Aの速度(vA) = 20 m/秒
物体Bの速度(vB) = 20 m/秒
質問 : 物体Aの運動量(pA）と物体Bの運動量（pB)
ジャワブ :
物体Aの運動量 :
pA = mA vA = (2)(20) = 40 kg m/s
物体Bの運動量 :
pB = mB vB = (4)(20) = 80 kg m/s
両方の物体の速度が同じ場合、質量が大きい物体の方が運動量が大きい。
3. 物体Aと物体Bはそれぞれ質量が2kgである。物体Aは2m/sの速度で、物体Bは4m/sの速度で移動する。物体Aと物体Bの運動量は…
討論
知られている :
物体Aの質量（m）A) = 2kg
物体Bの質量（m）B) = 2kg
物体Aの速度(vA) = 2 m/秒
物体Bの速度(vB) = 4 m/秒
質問 : 物体Aの運動量(pA）と物体Bの運動量（pB)
ジャワブ :
物体Aの運動量 :
pA = mA vA = (2)(2) = 4 kg m/s
物体Bの運動量 :
pB = mB vB = (2)(4) = 8 kg m/s
両方の物体の質量が同じ場合、速度の大きい物体の方が運動量が大きい。
4. 質量5kgの物体が静止している。この物体の運動量は…
討論
知られている :
物体の質量 (m) = 5 kg
物体の速度 (v) = 0
質問 ：物体の運動量（p）
ジャワブ :
p = mv = (5)(0) = 0
物体が静止している場合、その物体の質量がどれほど大きくても、その物体の運動量はゼロである。
5.野球の試合で、質量0,5 kgのボールが最初に2 ms⁻¹の速度で動いています。その後、ボールはボールの運動方向とは逆向きの力Fで打たれ、ボールの速度は6 ms⁻¹に変化します。ボールがバットに0,01秒間接触している場合、運動量の変化は...
A. 8 kg ms -1
B. 6 kg ms -1
C. 5 kg ms -1
D. 4 kg ms -1
E. 2 kg ms -1
討論
以下のことが知られています。
ボールの質量 (m) = 0,5 kg
初速度 (v o ) = 2 m/s
最終速度 (v t ) = -6 m/s
時間間隔（t）＝0,01秒
質問：勢いの変化
ジャワブ：
運動量変化の公式：
∆ p = mv t – mv o = m (v t – v o )
Δp = (0,5 kg)(-6 m/s – 2 m/s)
∆ p = (0,5 kg)(-8)
∆p = 4 kg m/s
正解はDです。
6.質量100グラムの物体が5 m/sの速度で運動している。物体を停止させるために、抵抗力Fが0,2秒間作用する。力Fの大きさは…
A. 0,5 N
B. 1,0 N
C. 2,5 N
D. 10 N
E. 25 N
討論
以下のことが知られています。
物体の質量 (m) = 100グラム = 100/1000 = 0,1 kg
物体の初速度 (v o ) = 5 m/s
物体の最終速度 (v t ) = 0
衝突時間（Δt）＝0,2秒
質問：力Fの大きさ
ジャワブ：
運動量保存の法則は、運動量の変化に運動量の変化が等しいことを述べている。
I = ΔP
F (Δt) = m (v t – v o )
F (0,2) = 0,1 (0 – 5)
F (0,2) = -0,5
F = -0,5 / 0,2
F = -2,5N
力の大きさは2,5ニュートンです。負の符号は力の方向を示しています。負の符号は、力が物体の運動方向と逆向きであることを示しています。
正解はCです。
7.質量100グラムのテニスボールを、初速度なしで高さ20cmから床に落とします。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です。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
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) = 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/ s²
ボールが床に当たった直後の速度 (v t ) = 1 m/s
質問：ボールの運動量の変化
答え：
衝突前のボールの速度（v）o)
自由落下運動の公式を使用して、衝突前のボールの速度を計算します。自由落下するボールの高さ (h) = 0,2 メートル、重力加速度 (g) = 10 m/s 2が与えられており、ボールが床に衝突したときの速度が求められているため、公式v 2 = 2 ghを使用します。
v 2 = 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。
8.最初は静止していた物体が、3:2の比率で2つの部分に分裂した。質量の大きい方の部分は20 m/ sの速度で投げられた。したがって、質量の小さい方の部分が投げられた速度は…
A. 13,3 ms –1
B. 20 ms –1
C. 30 ms –1
D. 40 ms –1
E. 60 ms –1
討論
以下のことが知られています。
衝突前の物体1の質量 = m
衝突前の物体1の速度 = 0（物体は静止している）
衝突後の部品1の質量（m1 ）＝3m
衝突後の部品2の質量（m2 ）＝2m
衝突後の部品1の速度（v 1 '）= 20 m/s
質問：衝突後の部品2の速度（v 2 '）
ジャワブ：
運動量保存の法則の公式：
m 1 v 1 = m 1 v 1 ' + m 2 v 2 '
(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v 2 '
0 = 60m + (2m) v 2 '
60m = -2m v 2 '
60 = -2 v 2 '
v 2 ' = -60/2
v 2 ' = -30 m/s
負の符号は、部品2の移動方向が部品1の移動方向と逆であることを示しています。例えば、部品1が東に投げられた場合、部品2は西に投げられます。
正解はCです。
質問元:
高校・職業高校向け全国統一試験物理問題
