【質問】物理:「質量Mのロケットが、宇宙空間をチカラ受けずに一定の速度Voで進んでいる」

〔質問〕
質量Mのロケットが、宇宙空間をチカラ受けずに一定の速度Voで進んでいる。右方向を正の向きとして問に答えよ。…。
(著作権の関係で以下省略します)
〔回答〕
この問題は、運動量の保存則より解くことができます。
「物体同士で力を及ぼしあうだけで、外部から力を受けていないなら、全体の運動量は変化しない」というものです。
また、(運動量)=(物体の質量)×(速度)で求めることができます。
 
これらのことを使うと、
(ロケットから見たAの速度)-v=va-V
va=V-v …①
 
また、運動量の保存則より、
(打ち出す前の運動量)=(打ち出した後のロケットの運動量)+(打ち出されたAの運動量)
MVo=(M-m)V+m(V-v) (Aの速度は①より)
MVo=MV-mv (展開して整理)
MV=MVo+mv
V=(MVo+mv)/M
 
となります。

 

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