第Ⅰ章 運動とエネルギー 4 運動量と力積 ■学習日 月 日 ■学習時間 分 学習のまとめ ①運動量 質量 の積 の物体が速度 → で運動しているとき，質量と速度 運動量は，速度と同じ向 →を （ア ）という。これは運動の激しさを表 きのベクトルである。 （記号 kg･m/s ）が用いられる。 す量であり，単位には（イ ） ②運動量の変化と力積 ●直線運動 なめらかな水平面上を速度 運動している質量 2 正の向き の物体が，速度と同じ向 1 になったものとする。このとき，運動 量の変化 で を時間 Δ の間だけ受けて，速 きに一定の力 度が 1 2 2 − − 1 1 後 は， ＝ （ ウ ） と表される。式の右辺は，力 2 と力が作用した ）に等しい。 物体の運動量の変化は，その間に物体が受けた（ ●平面運動 速度 → で運動している質量 の物体が， オ 1 → 一定の力 を時間 Δ の間だけ受けて，速度が →2 にな ったものとする。このとき，運動量の変化 →2 − →1 は， →2 − 力 積 の 単 位 は N･s で あ り，これは運動量の単位と 時間 Δ の積であり，これを （ ）という。 エ →＝（カ ） 1 ③力が変化する場合の力積と平均の力 等しい。 〔N･s〕＝〔kg･m/s〕 2 1 バットでボールを打つとき，ボールが受ける バットでボールを打つ場 力の大きさは，時間とともに変化する。その 合のような衝突では，物体 間で，きわめて短い時間に ような場合も，ボールが受ける力積の大きさ 大きな力がはたらく。この は， − グラフと時間軸とで囲まれた部分の ような力を撃力（衝撃力）と （キ ）で表される。物体が受けた力積を ，力を受ける時間を Δ とする。物体が受け − る平均の力 は，次式で表される。 （ −＝ ク いう。 O ） 確 認問題 4 1 質量 2.0 kg の物体が，速さ 4.0 m/s で運動しているとき，この物体がも つ運動量の大きさは何 kg･m/s か。 答 4 2 直 線 上 を 運 動 す る 物 体 が 力 積 を 受 け， 運 動 量 が 30 kg･m/s か ら 40 kg･m/s に増加した。物体が受けた力積の大きさは何 N･s か。 答 8 第Ⅰ章 運動とエネルギー 4 3 運動量と力積 速さ 3.0 m/s で運動している質量 2.0 kg の物体に，運 動と同じ向きに 3.0 N の力を 4.0 s 間加えた。 ⑴ 力を加える前の物体の運動量の大きさは何 kg･m/s か。 答 ⑵ 力を加えたあと，物体の速さは何 m/s になるか。 答 4 4 運動量と力積 質量 10 kg の物体が，速さ 5.0 m/s で直線上を進んでい る。この物体に，運動と逆向きに一定の大きさの力を加えて，2.0 s 間で静止さ せた。 ⑴ 力を加える前の物体の運動量の大きさは何 kg･m/s か。 答 ⑵ 加えた力の大きさは何 N か。 答 4 5 ボールが受けた力積 図のように，速さ 20 m/s で水平に飛んできた 質量 0.15 kg のボールをバットで打ち返したところ，ボールは逆向きに 30 m/s で飛んでいった。 20 m/s 30 m/s ⑴ ボールが受けた力積の大きさは何 N･s か。 答 ⑵ ボールとバットの接触時間が 5.0×10−2 s であった。ボールが受けた平均の 力の大きさは何 N か。 答 4 6 ボールが受けた力積 図のように，速さ 20 m/s で水平に飛んできた 質量 0.15 kg のボールをバットで打ち返したところ，ボールは鉛直上向きに 15 m/s で飛んでいった。 ⑴ ボールとバットが接触する直前，直後において，それぞれボールがもって 15 m/s 20 m/s いる運動量の大きさは何 kg･m/s か。 答 前 後 ⑵ ボールがバットから受けた力積の大きさは何 N･s か。 答 ⑶ ボールとバットの接触時間が 0.10 s であった。ボールが受けた平均の力の 大きさは何 N か。 答 運動量と力積 9 第Ⅰ章 運動とエネルギー 練 習問題
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