⑴ ばねに衝突する直前の力学台車の速さを測定すると2．0 m/s であった。この…
問1 ～問3 に答えよ。 問3 図のように，質量0．50 kg の力学台車を，摩擦のない水平面となめらかにつながる摩擦の ない斜面上の点A から初速度0 m/s ではなした。すると，力学台車は，壁に一端を固定し た軽いばねに衝突し，ばねを押し縮めた。⑴，⑵に答えよ。 水平面 ばね 壁
⑴ ばねに衝突する直前の力学台車の速さを測定すると2．0 m/s であった。このとき，力学 台車の運動エネルギーは何J か。次の1 ～4 のうちから一つ選べ。
- 1 0．50質量の値をそのままエネルギーとしたもので、速さを使っていません。
- 2 1．00.5×0.50×2.0の2乗＝1.0 Jとなります。
- 3 2．02分の1をかけ忘れた値です。
- 4 4．0質量をかけ忘れ、速さの2乗だけを計算した値です。
解説
正解は2の1.0 Jです。運動エネルギーは 2分の1×質量×速さの2乗 で求めます。質量0.50 kg、速さ2.0 m/sを入れると、0.5×0.50×2.0×2.0＝1.0 Jとなります。速さは2乗して使うので、速さが2倍になれば運動エネルギーは4倍になります。計算の前に、質量がキログラム、速さがメートル毎秒になっていることを確かめましょう。
出典：文部科学省ホームページ（https://www.mext.go.jp/a_menu/koutou/shiken/kakomon/1411255_00010.htm）を加工して作成