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運動量保存

CoddyのPhysicsジャーニー「力学」セクションの一部。レッスン 67/97。

衝突する台車は、同じ時間だけ互いに等しく反対向きの力を及ぼし合うため、全運動量は変化しません。

m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′\relax m_{1} v_{1} + m_{2} v_{2} = m_{1} v_{1}' + m_{2} v_{2}'

これは、運動方向に外力が作用しない、滑らかなトラック上や氷上で成り立ちます。

図では、衝突の前後で合計は11 kg⋅m/s11\ \mathrm{kg\cdot m/s}です。

衝突前:質量2キログラムの台車が秒速4メートルで、質量3キログラムの台車の後ろを走っており、どちらも右向きに進んでいる。衝突後:質量2キログラムの台車は秒速1メートルで、質量3キログラムの台車は秒速3メートルで進む

2 kg2\ \mathrm{kg}の台車が追いついて3 kg3\ \mathrm{kg}の台車にぶつかり、速度が落ちます。

静止状態から互いに押し合うと、合計はゼロのままです。物体は反対方向に離れていきます(反動)。

challenge icon

チャレンジ

60 kg60\ \mathrm{kg}のスケーターが滑らかな氷の上で静止しながら、3 kg3\ \mathrm{kg}のボールを持っています。そのボールを前方に8 m/s8\ \mathrm{m/s}で投げます。彼女が後方に滑る速さv1\relax v_{1}を求めなさい。

自分で試してみよう

Physics diagram: crate, ball, vec; arrows v 1 = ?, v 2 = 8 m/s

v1v_{1} だけを残す

quiz icon腕試し

このレッスンには短いクイズがあります。レッスンを始めて解答し、進捗を記録しましょう。

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