衝突に関する質問の8つの例
完全弾性衝突
1. 2つの物体A（3kg）と物体B（5kg）は、それぞれ8m/sの速度で同じ方向に移動する。-1 そして4ミリ秒-1 物体Aが物体Bに完全弾性衝突した場合、衝突後の各物体の速度は…
A. 3 ms -1 そして7ミリ秒 -1
B. 6 ms -1 そして10ミリ秒 -1
C. 4,25 ms -1 そして10ミリ秒 -1
D. 5,5 ms -1 そして5,5ミリ秒 -1
E. 8 ms -1 そして4ミリ秒 -1
討論
以下のことが知られています。
物体Aの質量（m）1) = 3kg
物体Bの質量（m）2) = 5kg
物体Aの速度(v1）＝8ミリ秒-1
物体Bの速度(v2）＝4ミリ秒-1
完全弾性衝突
質問: v1' と v2'
ジャワブ：
弾性衝突する物体の質量が異なり、衝突後の2つの物体の速度が不明な場合、衝突後の速度は次の式を用いて計算されます。
両方の物体が同じ方向に動いている場合、それらの速度は正の値になります。両方の物体が反対方向に動いている場合、一方の物体の速度は正の値になり、もう一方の物体の速度は負の値になります。
したがって、物体Aの速度(v1衝突後の物体の速度は 3 m/s であり、物体 B の速度 (v2衝突後の速度は7m/sです。
正解はAです。
2. 運動量Pのボールが壁に衝突して跳ね返る。衝突は完全弾性衝突で、方向は垂直である。ボールの運動量の変化は…
A. ゼロ
B. p/4
C. p/4
D.P
E. 2P
討論
以下のことが知られています。
ボールの質量 = m
衝突前のボールの速度 = v
衝突後のボールの速度 = -v (ボールは左に跳ね返る)
衝突前のボールの運動量（po) = mv
衝突後のボールの運動量（pt) = m (-v) = – mv
質問: ボールの運動量の変化の大きさ
ジャワブ：
勢いの変化：
Δp = pt - po
Δp = – mv – mv
Δp = – 2 mv
Δp = -2p
ボールの運動量の変化の大きさは2pである。負の符号は方向を示す。
正解はEです。
3. 質量が等しい2つの物体AとBが互いにすれ違う。Aは東へ、Bは西へ、それぞれ速度Vと2Vで移動する。物体が完全弾性衝突を起こす場合、衝突直後、…
A.V.A = V 西へ、VB = 東へV字
B.V.A = 西へ 2V、VB = 東へ2V
C.V.A = 西へ 2V、VB = 東へV字
D.VA = V 西へ、VB = 東へ2V
E.VA = 東へ 2V、VB = V 西へ
討論
以下のことが知られています。
両方の物体は同じ質量を持つ。
Aは速度Vで東へ移動する
Bは2Vの速度で西へ移動する
質問: 衝突後のAとBの速度
ジャワブ：
両物体の質量が同じで、衝突が完全弾性衝突である場合、衝突後、両物体は速度を交換する。
衝突後、Aは2Vの速度で西へ移動し、BはVの速度で東へ移動します。
正解はCです。
部分弾性衝突
4. 図に示すように、質量が同じ2つの物体は、互いに向かって直線的に移動します。
vの場合2は衝突後の物体（２）の速度であり、右方向に5 m/sの速度で移動する。-1すると速度vの大きさは1 （１）衝突後は……
A. 7 ms-1
B. 9 ms-1
C. 13 ms-1
D. 15 ms-1
E. 17 ms-1
討論
以下のことが知られています。
両物体の質量は同じ = m
衝突前の物体1の速度（v1) = 8 m/秒
衝突前の物体2の速度（v2) = 10 m/秒
衝突後の物体2の速度（v2') = 5 m/s
質問: 衝突後の物体1の速度（v1'）
ジャワブ：
これは不完全な弾性衝突です。1は運動量保存の法則を用いて計算されます。
m1 v1+m2 v2 = m1 v1' + m2 v2'
m (v1 + v2) = m (v1' + v2'）
v1 + v2 = v1' + v2'
8 + 10 = v1' + 5
18 = v1' + 5
v1' = 13 m/s
正解はCです。
非弾性衝突
5. 10グラムの弾丸が秒速100メートルで発射される。-1 弾丸が静止した木片に衝突し、その中にめり込む。木片の質量が490グラムの場合、衝突直後の木片と弾丸の速度は…
B. 2,0 ms-1
C. 2,5 ms-1
D. 4,0 ms-1
E. 5,0 ms-1
討論
以下のことが知られています。
弾丸の質量（m）1）＝10グラム
弾丸の速度（v）1) = 100 ms-1
ブロックの質量（m）2）＝490グラム
ブロックの速度（v2) = 0 m/s (ブロックは静止している)
質問: 衝突直後の木片と弾丸の速度
ジャワブ：
弾丸が静止した木片に命中し、そこにめり込むので、これは非弾性衝突である。非弾性衝突の公式は次のとおりである。
衝突前の運動量＝衝突後の運動量
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2) v'
(10)(100) + (490)(0) = (10 + 490) v'
1000 + 0 = 500 v'
1000 = 500 v'
v' = 1000 / 500
v' = 2 m/s = 2 ms-1
正解はBです。
6. トラックは10m/sの速度で移動している。-1 時速20マイルで走行する車に衝突された-1衝突後、2台の車が互いに衝突した。トラックの質量が1400kg、車の質量が600kgの場合、衝突後の2台の車両の速度は...
A. 6 ms-1
B. 9 ms-1
C. 11 ms-1
D. 13 ms-1
E. 17 ms-1
討論
衝突後、2台の車はくっついたままになり、非弾性衝突となった。
以下のことが知られています。
トラックの速度（v）1) = 10 m/秒
車の速度（v）2) = 20 m/秒
トラックの質量 (m)1) = 1400kg
車の質量（m）2) = 600kg
質問: 衝突後の両車両の速度（v）
ジャワブ：
非弾性衝突の公式：
m1 v1 +m2 v2 = (m1 +m2）v
(1400)(10) + (600)(20) = (1400 + 600) v
26000 = 2000 v
v = 13 m / s
正解はDです。
7。 S20グラムの弾丸は10m/sの速度で移動する。-1 水平方向の弾丸が、床に置かれた質量60グラムのブロックに衝突します。弾丸がブロックにめり込んだ場合、ブロックの現在の速度は…
A. 1,0 ms-1
B. 1,5 ms-1
C. 2,0 ms-1
D. 2,5 ms-1
E. 3,0 ms-1
討論
知られている :
弾丸の質量（m）P）＝20グラム＝0,02kg
ブロックの質量（m）B）＝60グラム＝0,06kg
弾丸の初速度（vP) = 10 m/秒
ブロックの初速度 (vB）= 0
質問 ：衝突後の弾丸とブロックの速度（v'）
ジャワブ :
式 運動量保存の法則 衝突後、2つの物体がくっついたままになる場合：
mP vP +mB vB = (mP +mB) v'
(0,02)(10) + (0,06)(0) = (0,02 + 0,06) v'
0,2 + 0 = 0,08 v'
0,2 = 0,08 v'
v' = 0,2 / 0,08
v' = 2,5 m/s
正解はDです。
8. それぞれ重さ1,5kgの2台の台車AとBが、速度vで互いに向かって移動している。A = 4 ms-1 そしてvB = 5 ms-1 図のように。2台のトロリーが非弾性衝突した場合、衝突後の2台のトロリーの速度は…
A. 4,5 ms-1 右の方へ
B. 4,5 ms-1 左の方です
C. 1,0 ms-1 左の方です
D. 0,5 ms-1 左の方です
E. 0,5 ms-1 右の方へ
討論
以下のことが知られています。
トロリーAの質量（m）A) = 1,5kg
トロリーBの質量（m）B) = 1,5kg
衝突前のトロリーAの速度（vA) = 4 m/s (右方向を正とする)
衝突前のトロリーBの速度（vB) = -5 m/s (左方向が負)
質問: 衝突が非弾性衝突である場合、衝突後の両方のトロリーの速度を求めなさい。
ジャワブ：
運動量保存の法則：
mAvA +mBvB = (mA +mB) v'
(1,5)(4) + (1,5)(-5) = (1,5 + 1,5) v'
6 – 7,5 = (3) v'
-1,5 = (3) v'
v' = -1,5 / 3
v' = -0,5 m/s
負の符号は、衝突後、両方のトロリーが左方向、つまりトロリーBと同じ方向に移動することを意味します。これは、トロリーBの運動量がトロリーAの運動量よりも大きいため、理にかなっています。
質問元:
高校・職業高校向け全国統一試験物理問題
