Question

希羽

この問題がわかりません。

30口径の狩猟用ライフルで、 質量 m = 0.012kgの弾丸を銃口速
度 v1 = 600m/sで右向きに発射するとする。 このライフル銃の質
量は M = 4.0 kg である。 この時、以下の問に答えよ。
(a) 弾丸が銃口から飛び出すときのライフル銃の反跳速度 (弾丸
と反対方向の速度) を求めなさい。
(b) ライフル銃は猟師の肩によってx=2.5cmの反跳距離で停止
するとする。このとき、ライフル銃が猟師の肩に与える平均の
力を求めよ。
(c) もしも猟師が自分の肩を岩壁にしっかりと付けた状態でライフ
ル銃を撃った場合、反跳距離はほぼ 0 である。 この状態で猟
師の肩が受ける平均の力は (b) の値よりも大きいか、小さいか、
変わらないか。 簡単な理由を付けて答えよ。

Answer 1

暇つぶし

出題者の意図を考えながら
恐る恐る回答してみます。

(a)は運動量保存則より出します。
多分発射直後は弾丸-ライフル系に
肩からの外力が働かないと考えます。

(b)はaの反跳速度(v2とします)から
2.5cm移動するのにかかる時間
⊿tを算出して、力積と運動量の関係
|F|=|⊿p|/⊿t
を適用します。
ここで、ライフルは反跳してから肩で止められるので
|⊿p|=|Mv2|
です。
本当はライフルが止まるまでに
|v2|は徐々に減っていきますが、
この問題では2.5cm移動した時点で突然止まる
と近似しているのだと思います。

(c)は
|F|=|⊿p|/⊿t
について、|⊿p|が同じだけど
⊿tが小さくなるとどうなるかです。

希羽

ありがとうございます。
頑張ってみます！