高校物理 要点・解法ノート
必須

F-tグラフの面積=力積

着眼点衝突中の力は一定ではない。力の時間変化がグラフで与えられたら、面積が力積。

例題
1
静止していた質量 0.10\ \mathrm{kg} のボールを蹴った。ボールが受けた力は 0.020\ \mathrm{s} の間に0から最大 200\ \mathrm{N} まで一定の割合で増え、また一定の割合で0に戻った(三角形のグラフ)。蹴られた直後の速さを求めよ。
解答
力積=三角形の面積 \frac12\times0.020\times200=2.0\ \mathrm{N\cdot s}。
0.10v-0=2.0 より v=20
20\ \mathrm{m/s}(平均の力は 2.0/0.020=100\ \mathrm{N} で、最大値の半分)

「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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