物理有關動量守衡的問題

2014-01-10 5:30 am
1.一車重200kg,車上有一人重50kg,在光滑水平面上以15m/s作等速運動,人最先於車前的一端跑到後端,而以相對於車,向後5m/s水平速度跳離此車,則
(1)車的末速為【  】m/s Ans:16
(2)此人到達地面時的水平速度為【  】m/s Ans:11

2.一質量為55kg的人,手持5kg的球,乘坐一質量為20kg的車子上,車子在平直光華軌道上以2m/s的速率前進。如將球沿車前型方向水平拋出,求拋出瞬間相對於人的速率為8m/s,則求拋出後車子對地的速率為【  】m/s Ans:1.5

求以上兩小題的詳解(請用動量守衡的觀念),感激不盡>"<

回答 (2)

2014-01-10 5:59 am
✔ 最佳答案
假設車的末速為V,則人的速度為 (V-5),因為 [ 人以相對於車,向後5m/s水平速度跳離此車 ]。

最初總動量 = mv = (200+50)(15) = 3750 kg m/s

人在由車前端跑到後端 [ 沒有外力,總動量不變 ] 。

跳車後,總動量 = 50(V-5) + 200(V)

3750 = 50(V-5) + 200(V)
3750 = 50V - 250 + 200V
4000 = 250V
V = 16 m/s

人速度 = 16 - 5 = 11 m/s

2014-01-09 22:08:42 補充:
拋球前的總動量 = mv = (m車+m人+m球)(v) = (20+55+5)(2) = 160 kg m/s

假設拋球後,車和人以速度V前進,則球以速度 V+8前進,總動量為 :

(m車+m人)(V) + (m球)(V+8) = (20+55)(V) + (5)(V+8)

得 :

160 = (20+55)(V) + (5)(V+8)

160 = 75V + 5V + 40
120 = 80V
V = 1.5 m/s
2014-01-12 7:59 am
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收錄日期: 2021-04-27 20:35:17
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