◆問題
第２問 物体の運動に関する探求の過程について、後の問いに答えよ。
問１はこちら
問２はこちら
問３はこちら
Ａさんの仮説には、実験で確かめたあやまり以外にも、見落としている点がある。物体の速さを考えるときには、その時刻に物体が受けている力だけでなく、それまでに物体がどのように力を受けてきたかについても考えなければならない。
速さのかわりに質量と速度で決まる運動量を用いると、物体が受けてきた力による力積を使って、物体の運動状態の変化を議論することができる。
問４ 次の文章中の空欄[ 11 ]に入れるグラフとして最も適当なものを、後の①～④のうちから１つ選べ。
図２を運動量と時刻のグラフに書き直したときの概形は、
物体の運動量の変化＝その間に物体が受けた力積
という関係を使うことで、計算しなくても[ 11 ]のようになると予想できる。
解答はこのページ下に掲載します。
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◆解答
問題文中にも説明がありますが、
「運動量＝質量×速度」「力積＝力×時間」
です。
そして、運動量の変化は力積に等しくなります。
台車を引く力と引く時間はどちらも一定なので、力積も同じ値になります。
力積が同じならば、運動量の変化も同じ。
ということは、横軸に時間、縦軸に運動量をとったこのグラフの傾きは３つとも同じになるはずです。
というわけで、④が正解ですね！
次の問題→台車から小球を打ち上げたとき
◆関連項目
等加速度運動まとめ、力～エネルギーまとめ、運動量まとめ
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