問 題
図のように、滑らかな水平面の一直線上を速さ 5.0 m/s で運動している質量 1.0 kg の小球 A が、 同一直線上に静止している質量 2.0 kg の小球 B に衝突したところ、衝突後、A は衝突前と同じ向きに速さ 1.0 m/s で、B は A と同じ向きに速さ v で運動した。このとき、v はおよそいくらか。
1．1.5 m/s
2．2.0 m/s
3．2.5 m/s
4．3.0 m/s
5．3.5 m/s
正解 (2)
解 説
衝突と来たら「運動量保存則」を考えます。運動量とは、質量 × 速さです。衝突の前後で、運動量は保存されます。
【衝突前】
小球 A の持つ運動量：1.0 × 5.0 = 5.0
小球 B の持つ運動量：2.0 × 0 = 0
合計：5.0 + 0 = 5.0
【衝突後】
小球 A の持つ運動量：1.0 × 1.0
小球 B の持つ運動量：2.0 × ?
合計は衝突前後で変わらないため 5.0
従って
衝突後の小球 B の持つ運動量は 5.0 ー 1.0 = 4.0 です。すると速さは 2.0 m/s とわかります。
以上より、正解は 2 です。
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