国公立大学2次対策2022 第1回 運動量保存則

日曜日, 1月 23, 2022

高校物理 国公立大学2次対策講座

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 運動量$\bf p$は質量$m$と速度$\bf v$の積${\bf p}=m{\bf v}$です.運動量はベクトルであることに留意しましょう.運動量を変化させる量が力積${\bf F}\Delta t$です.運動方程式から運動量と力積の関係を導くと,力は単位時間あたりに運動量を変化させる量であることが理解できると思います.このことを理解できれば,気体分子分子運動論などの理解も深められます.

 運動量保存則が成り立つ条件は,ある系に外部から力がはたらかないことです.運動量はベクトルなので,たとえ外力がはたらいても,外力がはたらかない(外力に垂直な)方向では運動量が保存されます.どの向きの運動量が保存されるか見極めましょう.この考え方は,平面上の衝突を考えるときに必要です.

 はね返り係数を定義する式$e=-\frac{v_1'-v_2'}{v_1-v_2}$の"$-$"を忘れないようにしましょう.分母分子が衝突前後の相対速度になっていることに注目してください.また,面と衝突する前後で変化する量は,面に垂直な成分です.注意しましょう.速度交換に気付くと簡単に解ける問題も多いので,演習をくり返すことで気付くようになりましょう.

 重心速度を問う問題や,重心速度を考えることによって簡単に解ける問題もあるので,代表的な問題をいくつか解いて理解を深めましょう.

 それでは合格目指してがんばりましょう.

 *『セミナー物理』(第一学習社)が手元にある人は,基本問題186を演習しておきましょう.相対速度に気をつけてください.また,『2022物理重要問題集』の「5運動量の保存」の問題はどれも代表的な問題です.解いておきましょう.


 

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