大学入学共通テスト（理科） 過去問
令和4年度（2022年度）本試験
問77 (物理（第2問） 問6)
問題文
物体の運動に関する探究の過程について、後の問いに答えよ。
次に、図4のように、水平右向きに速度Vで等速直線運動する質量M2の台車に質量m2のおもりを落としたところ、台車とおもりが一体となって速度Vと同じ向きに、速度V2で等速直線運動した。ただし、おもりは鉛直下向きに落下して速さv2で台車に衝突したとする。VとV2が満たす関係式を説明する文として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
次に、図4のように、水平右向きに速度Vで等速直線運動する質量M2の台車に質量m2のおもりを落としたところ、台車とおもりが一体となって速度Vと同じ向きに、速度V2で等速直線運動した。ただし、おもりは鉛直下向きに落下して速さv2で台車に衝突したとする。VとV2が満たす関係式を説明する文として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
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問題
大学入学共通テスト（理科）試験 令和4年度（2022年度）本試験 問77（物理（第2問） 問6） （訂正依頼・報告はこちら）
物体の運動に関する探究の過程について、後の問いに答えよ。
次に、図4のように、水平右向きに速度Vで等速直線運動する質量M2の台車に質量m2のおもりを落としたところ、台車とおもりが一体となって速度Vと同じ向きに、速度V2で等速直線運動した。ただし、おもりは鉛直下向きに落下して速さv2で台車に衝突したとする。VとV2が満たす関係式を説明する文として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
次に、図4のように、水平右向きに速度Vで等速直線運動する質量M2の台車に質量m2のおもりを落としたところ、台車とおもりが一体となって速度Vと同じ向きに、速度V2で等速直線運動した。ただし、おもりは鉛直下向きに落下して速さv2で台車に衝突したとする。VとV2が満たす関係式を説明する文として最も適当なものを、後の選択肢のうちから一つ選べ。
- おもりは鉛直下向きに運動して衝突したので、水平方向の速度は変化せず、V＝V2である。
- 全運動量が保存するので、M2V＋m2v2＝（M2＋m2）V2が成り立つ。
- 運動量の水平成分が保存するので、M2V＝（M2＋m2）V2が成り立つ。
- 全運動エネルギーが保存するので、（1／2）M2V2＋（1／2）m2v22＝1／2（M2＋m2）V22が成り立つ。
- 運動エネルギーの水平成分が保存するので、（1／2）M2V2＝1／2（M2＋m2）V22が成り立つ。
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