物理【力学】第10講『運動量保存の法則』の講義内容に関連する演習問題です。
講義編を未読の方は問題を解く前にご一読ください。
問題
[Level.1]
x軸上を4.0m/sの速度で運動している質量2.0kgの物体が，質量1.2kgの小片Aと0.80kgの小片Bに分裂した。
分裂後，Aがx軸上を10m/sの速度で進んでいたとする。 Bの速度を求めよ。
[Level.2]
図1のように，x軸上を3.0m/sの速度で運動している質量0.40kgの物体Aと，y軸上を6.0m/sの速度で運動している質量0.30kgの物体Bが座標軸の原点で衝突した。
衝突後，Aはy軸上を1.5m/sの速度で進んだ。 衝突後のBの速さを求めよ。
また，Bの進む向きがx軸となす角を求めよ。
[Level.3]
図2のように，なめらかな曲面と水平面からなる質量Mの台Bが床の上に置かれている。
Bの水平面から高さhの曲面上から，質量mの小球Aを静かにすべらせる。
Aが水平面上を運動しているときの，床に対するAとBの速さを求めよ。
ただし，床とBの間に摩擦はないものとする。
この下に答えを載せていますが，まずは自力で考えてみましょう。
答え
[Level.1]
−5.0m/s
[Level.2]
5.6m/s，45°
[Level.3]
A：\(\sqrt{\frac{2Mgh}{m+M}}\)
B：\(m\sqrt{\frac{2gh}{M(m+M)}}\)