Physics
高中
已解決
(2)について
解答にあるx軸はどこで取っているんですか？
(ALB)
重要問題 13 分裂
TITOAROL
(
質量 M 〔kg〕の球Aが,図1のように力F 〔N〕 を T
〔s〕 間受けて, 質量m[kg] の半球Bと質量M-m [kg]
の半球Cに分裂する場合について考える。重力は無視でB
きるとして次のに適当な式を入れよ。
初めAが静止している場合,分裂後のB
[
の速さは(1) [m/s] である。次に図2
A 高
のように, Aが運動量 〔kg・m/s]で等速 小
直線運動してきて点Dで分裂を起こした後,
B,Cが, 点DからL 〔m〕 だけ離れてAの
進行方向と垂直に置かれた板に衝突する場
合,分裂の方向はさまざまであることを考
えると, Bの運動量の最大値は2人
[kg・m/s]である。 また分裂がAの進行方向と垂直な方向に起こった場合,Bの
運動量の大きさは (3) 〔kg・m/s] である。 この場合、Bは板上, 点Eから
(4) 〔m〕 離れた所へ衝突する。
2O AO S
(331 〈三重大〉
内
D
B
H
差が
つく!
-D
ORCH
ÞOR
L
F
ELD
小塚
量す達擦12
(
解
重要問題 13 分裂
(1)
FT
m
M
NOT SOM SVET
解説(1) 図 1 で分裂後のBの速さを
VB とする。 Bのみに着目すると、 中でB
はCから外力の力積 FTを受けている｡
よって, 力積と運動量の関係より
x: 0+FT=mvB
(2)
UB=
m
FT
分
とりあ
(2) 図2のようにBが進行方向に分裂する
と、前の運動量と中の力積が同じ方向を
向いているので,後の運動量が最大にな
る。 Bのみに着目すると, 図2前でBの
m
m
(3)
MP+FT √ (MP)² + (FT) ²
m
m
m
m
運動量は, 全体の運動量の 倍であ
M
る。 後のBの速度を Vmax とする。 中で
BはCから外力の力積 FTを受けてい
るので, 力積と運動量の関係より,
x : Mp+FT=mvmax
.. mUmax
-M
MP+FT
(3)図3でBのみに着目し, x, y 別々
に考える。 x,y 方向のBの速度を ひx,
by として,方向は外力がないので運
動量保存則,y 方向は外力の力積 FT
を受けるので力積と運動量の関係より,
mmmmmmm
x: Mp=mvx
y: 0+FT=mvy
IC
VB
図2
(4)
m
(T秒間
B
0
©201 0
F
tum/1
MFT
mp
m答える 中
B
(LN Hàn là con
B
Y₁
運動量
m
M T秒間)
mm
-L
F
差が
つく!
<T秒間)
図 3
m
→ 運動量 か
M
D
図 1
Vmax
IC
Vy
Vx
IC
SECTION SECTION 05 力積と運動量 29
解答
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