仕事・エネルギーと運動量の問題

なめらかな水平面上に、質量 $1.6\text{kg}$ の台車が静止している。質量 $0.40\text{kg}$ の小球が、水平面に沿って右向きに速さ $5.0\text{m/s}$ で進んできて、台車の左端の鉛直な面に正面から衝突した。小球と台車は同じ一直線上だけを運動する。衝突していた時間は $0.050\text{s}$ で、その間に台車が小球から受けた力の平均の大きさは $48\text{N}$ であった。右向きを正として、衝突直後の小球の速度は何 m/s か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、空気抵抗は無視し、台車の車輪と水平面の間の摩擦も無視できるものとする。

なめらかな水平面上を、質量 $2.0\mathrm{kg}$ の物体が右向きに速さ $3.0m/s$ で運動している。この物体に、右向きで大きさ $4.0\mathrm{N}$ の一定の水平な力を加え続けたところ、物体の速さは右向きに $9.0m/s$ になった。力を加えていた時間は何 s か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、空気抵抗は無視する。

なめらかな水平面上を、質量 $4.0\mathrm{kg}$ の物体が右向きに速さ $6.0m/s$ で一直線上を進んでいる。ある時刻から、この物体に左向きで大きさ $8.0\mathrm{N}$ の一定の水平な力を加え続けたところ、物体はやがて静止した。力を加え始めてから物体が静止するまでの時間は何 s か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、空気抵抗は無視する。

なめらかな水平面上を、質量 $2.0\mathrm{kg}$ の台車が右向きに速さ $3.0m/s$ で進んでいる。ある時刻から、台車に右向きで大きさ $4.0\mathrm{N}$ の一定の水平な力を加え続けたところ、台車の速さは右向きに $9.0m/s$ になった。力を加えていた時間は何 s か。有効数字 2 桁で答えよ。ただし、台車と水平面のあいだの摩擦と空気抵抗は無視でき、台車は回転しない一つの物体として扱えるものとする。

なめらかな水平面上を、質量 $2.0\mathrm{kg}$ の台車が右向きに速さ $3.0m/s$ で一直線上を進んでいる。この台車の真上から、質量 $1.0\mathrm{kg}$ の粘土のかたまりを鉛直に落としたところ、粘土は台車の上面に落ちてすぐに台車にくっつき、その後は台車と一体となって水平面上を運動した。粘土が台車に落ちる直前の粘土の速度は鉛直下向きで、水平方向の成分はなかったものとする。

粘土がくっついたあとの台車（粘土をふくむ）の速さは何 m/s か。有効数字 2 桁で求めよ。ただし、空気抵抗は無視する。