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1[9급 지방직 고졸경채 물리] 20년 1회차

그림 (가)는 수평면 일직선상에서 질량  $2m$ 인 물체 A가 정지해 있는 질량  $m$ 인 물체 B와 충돌하는 것을 나타낸 것이고, 그림 (나)는 A가 B에 정면으로 충돌한 후 A, B가 같은 방향으로 운동하는 것을 나타낸 것이다. A의 속력이 충돌 직전  $2v$ 에서 충돌 직후  $v$ 로 변했다면, 충돌 직후 B의 속력은?

 $0.5v$

$v$

 $1.5v$

 $2v$

해설

운동량 보존 법칙으로 구하면 충돌 직후 B의 속력은 2v이다.

충돌 전후 운동량의 합이 같다.
$2m\times 2v+m\times 0=2m\times v+m\,v_B$

$4mv=2mv+m\,v_B\quad\Rightarrow\quad v_B=2v$

0.5v, v, 1.5v: 어느 값을 넣어도 충돌 후 운동량의 합이 충돌 전 4mv보다 작아져 운동량 보존을 만족하지 않는다.
A가 잃은 운동량 2mv를 질량 m인 B가 모두 얻으므로 B의 속력은 2v가 된다.

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