線形運動量の例題

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(v_A) = 20 m/秒
物体Bの速度(v_B) = 20 m/秒
質問 : 物体Aの運動量(p_A）と物体Bの運動量（p_B)
ジャワブ :
物体Aの運動量 :
p_A = m_A v_A = (2)(20) = 40 kg m/s
物体Bの運動量 :
p_B = m_B v_B = (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(v_A) = 2 m/秒
物体Bの速度(v_B) = 4 m/秒
質問 : 物体Aの運動量(p_A）と物体Bの運動量（p_B)
ジャワブ :
物体Aの運動量 :
p_A = m_A v_A = (2)(2) = 4 kg m/s
物体Bの運動量 :
p_B = m_B v_B = (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0,5kgのボールが最初に秒速2mで動き出す。^-1すると、ボールはボールの運動方向とは逆向きの力Fで打たれるため、ボールの速度は6 m/sに変化する。^-1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/秒

最終速度（v）_t) = -6 m/s

時間間隔（t）＝0,01秒

質問: 運動量の変化

ジャワブ：

運動量変化の公式：

Δp = 移動_t – mv_o = m (v_t -v_o)

Δp = (0,5 kg)(-6 m/s – 2 m/s)

Δp = (0,5 kg)(-8)

Δp = 4 kg m/s

正解はDです。

6. 質量100グラムの物体が5m/sの速度で移動している。^-1物体の速度を止めるために、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/秒

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) = 0,1 (– 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。B質量100グラムのテニスボールを、初速度ゼロで高さ20cmから床に落とした。床に当たった後、ボールは1m/sの速度で跳ね返った。^-1 （g = 10 ms）^-2) 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。

8. 最初は静止していた物体が、3:2の比率で2つの部分に爆発する。質量が大きい方の部分が20m/sの速度で投げ出される。^-1 。つまり、小さい方の部品が投げられる速度は…

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（v₁') = 20 m/s

質問: 衝突後の部品１の速度（v₂'）

ジャワブ：

運動量保存の法則の公式：

m₁v₁ = m₁v₁' + m₂v₂'

(m)(0) = (3m)(20) + (2m) v₂'

0 = 60m + (2m) v₂'

60m = -2m v₂'

60 = -2 v₂'

v₂' = -60/2

v₂' = -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