高校物理 要点・解法ノート
差がつく

平面内の衝突(成分ごとに保存)

着眼点運動量はベクトルなので、x 方向と y 方向でそれぞれ保存の式を立てる。

例題
1
なめらかな水平面上で、東向きに 4.0\ \mathrm{m/s} で進む 1.0\ \mathrm{kg} の物体と、北向きに 4.0\ \mathrm{m/s} で進む 1.0\ \mathrm{kg} の物体が衝突して一体になった。衝突後の速さと向きを求めよ。
解答
東: 1.0\times4.0=2.0v_x より v_x=2.0。北: 1.0\times4.0=2.0v_y より v_y=2.0。
速さ \sqrt{2.0^2+2.0^2}=2\sqrt2=2.82\cdots
北東向き(東から 45^\circ)に 2.8\ \mathrm{m/s}
ポイント等質量の弾性衝突で一方がはじめ静止なら、衝突後の2物体は直角の向きに進む(正面衝突を除く)。

「運動量と力積」の項目

  1. 運動量と力積の関係必須
  2. F-tグラフの面積=力積必須
  3. 運動量保存則必須
  4. 反発係数(はね返り係数)必須
  5. 一直線上の衝突(保存則+反発係数の連立)必須
  6. 分裂・人と台車(はじめ静止なら全運動量0)必須
  7. なめらかな面への斜め衝突必須
  8. 衝突で失われる運動エネルギー差がつく
  9. 平面内の衝突(成分ごとに保存)差がつく
  10. 重心の運動(台車の上を人が歩く)差がつく
  11. 動く台の上を滑る物体(水平方向だけ運動量保存)差がつく
  12. 質量が変化する物体(ロケットの連続噴射)不要

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