質問: 運動量保存則に関する問題 「エネルギーと運動量保存則に関係する以下の文章は正しいか誤りか示せ」という問いです。 このうち3は正しいように思いますがどう正しいのか、1と2はどう誤りなのかわかりません。 ご教授いただけますでしょうか。 1.力学的エネルギーの保存則は系が外から仕事をされても、系の力学的エネルギーが変わらないことを保証する。 2.イカなどが水を吹き出して進むのは運動量の保存則による。 3.高さが同じなら、物体が早く進むか遅く進むかによらず、物体の力学的エネルギーは変わらない。
回答: こんにちは。 正しいのは2だよ。 イカちゃんが正しい。 1は反例として、摩擦や熱をあげればいい。摩擦力が働いているとき、力学的エネルギー保存則は成立しない。(摩擦によって力学的エネルギーが失われる) 3空気があると、それが抵抗(まさつ)になるので、力学的エネルギーは保存されない。 2は正しい。イカは水を後方に吹き出すことによって、前方へ進む力(推力)を得ている。 イカの質量をm、前方に進む速度をv 吹き出す水の質量をm、後方に進む速度をv そして、静止したイカが後方に水を吹き出したとすると、外力は働いていないので、運動量の保存則は成立するから 0 = mv + m(-v) mv = mv という関係が成立します。