物理
高校生
解決済み
最後の写真の最後の文の、なぜ力積の大きさがそのようになるかわかりません。どのように計算したらこのようになるのでしょうか?
なものを,後の
図1のように,スケートリンクの氷面上で花子さんが太郎さんの乗ったそ
りのハンドルを持ち,そりと一緒に一定の速さですべっていた。 花子さ
ん,太郎さん, そりの質量をそれぞれM,mm とする。 氷面は水平でな
めらかであり,花子さんと太郎さんの乗ったそりは同一直線上を運動するも
のとする。花子さんが途中でそりを水平に押し出したところ,花子さんだけ
が静止し,太郎さんとそりは一体となって前に進んでいった。押し出された
後の太郎さんの乗ったそりの速さは,と
ア 。
また,そりだけに注
目すると,押し出される間にそりが受けた力積の和の大きさは,Mvoと
イ
。
花子さん
太郎さん
M
m Vo
氷面
図 1
そり
Smo
ア
等しい
比べて小さい
②
等しい
比べて大きい
③
比べて大きい
比べて小さい
比べて大きい
比べて大きい
(Mimimo)uo= (mt
M
Miomior pol
=mou
M² =
m
4
4
4
592
点
4
B
物体の運動量の変化は、その間に物体が受けた力
積と等しい。
mo-mo-1
物体の質量
変化後の速度
第4回
第5回
第6回
ア
変化前の速度 : 物体が受けた力積
花子さんが静止した後の、 太郎さんとそりが一
体となって運動している速さをVとする。 花子さん
がそりを水平に押し出す前後で、水平方向には花子さ
ん、太郎さん、 そりの間で力を及ぼし合うだけで、外
力による力積は加わらないので、花子さん、太郎さん、
そりの水平方向の運動量の和は保存される。太郎さん
とそりを一体と考えて、 図アより, 水平右向きを正と
して、
{M+(m+mo)}Do=M.0+(m+mo) V
よって、
M+m+mo
V=
Vo> Vo
…①
m+mo
Vo
花子 太郎
花子
太郎
m
静止
m
M
M
そりmo
そりmo
分裂前
分裂後
図 ア
イ
水平方向について考えると, 花子さんがそりを
水平に押し出す間に、 そりは花子さんと太郎さんから
力積を受け,そりの速さは から Vになる。 水平右
向きを正として, そりが受けた力積の和をI とすると,
そりの運動量の変化は, そりが受けた力積の和と等し
いので,
moV-movo=I
①式のVを表す式を代入して
第6回-1)
mo
M+m+mo
m+mo
vo-mo.v=I
Iの大きさを求めると
mo
問
|I|=
Mvo< Mvo OTLAN
m+mo
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