物理 問4 次の文章中の空欄 4 それぞれの直後の {} p=mu 5 に入れる語句として最も適当なものを で囲んだ選択肢のうちから一つずつ選べ。 図3のように,水平な床の上になめらかな斜面をもつ三角柱の台が置かれて いる。斜面上に小物体を置き, 静かに放すと, 小物体と台はそれぞれ動き出し た。 小物体と台の運動量の水平成分は, 右向きを正とする。 床がなめらかなとき, 小物体が台の斜面上を動いている間に小物体と台の運 ① 変化しない。 動量の水平成分の和は 4 ②増加する。 ③減少する。 床があらいとき, 小物体が台の斜面上を動いている間に小物体と台の運動量 台 の水平成分の和は 5 ② ① 変化しない。 増加する。 減少する｡ 小物体 m2 床 図 3

④の中で,最も適当なのは③である。 運動量、運動量保区則 3の答 ③ 問4 台の斜面と小物体の間の垂直抗力の大きさをN,台が床か ら受ける垂直抗力の大きさをN', 小物体と台の重力の大きさを それぞれ mg, Mg とする。 小物体と台からなる物体系を考える。 床がなめらかなとき, 台 の斜面と小物体の間の垂直抗力は内力である。 他の力が外力とな るが,外力には水平成分がないので, 水平方向の運動量は保存さ れる。したがって, 小物体が台の斜面上を動いている間に小物体 と台の運動量の水平成分の和は変化しない。 内力、 N' pe mg Mg N 床がなめらかなとき - 92 - 内力互い大及ぼし合うカ) 次方 運動量保存則 衝突や分裂のとき, または物体系には たらく外力が0のとき, 物体系の運動量 の和は保存される。

4 の答 床があらいときも,台の斜面と小物体の間の垂直抗力が内力で ① ある。他の力が外力となるが,床から右向きの動摩擦力(大きさ をf' とする) が外力としてはたらく。 その力積が物体系の運動量 の水平成分の変化と等しく, 水平成分は右向きが正なので, 小物 体と台の運動量の水平成分の和は増加する。 台の 動き 内力、 N' N Mg N mg f' 3018 床があらいとき E 5 の答② 花