💡 ヒント:運動量の保存(分裂)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

静止した状態の系では、合計運動量は 0。人が台車 B に飛び乗って押すと、B は前へ、A(と乗っている人)は反作用で後ろへ動きます。合計運動量はずっと 0 のまま。

イメージは「凍った湖の上で、2 つのボートに分かれて飛び移る人」。人がジャンプすれば反作用でボートが後ろに動く。

✏️ 求めるもの

(1) 人が B に乗り移った直後のA の速度、(2) 続けて人が A に戻ったときのB の最終速度。それぞれの瞬間で運動量保存則を立てる。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 正の向きを決める:右向きを正、と決める
  2. (1) 飛び乗り直後:「乗り移ってきた人 + B」と「人なしの A」に分け、合計運動量 = 0 から A の速度を求める
  3. (2) 人が戻った後:新たな状態(A + 人 と B のみ)の合計運動量も = 0。各速度の関係から B の最終速度を求める
  4. 段階ごとに式を立て直す:「乗っている重さ」が変わるごとに式を立て直すのがコツ
注意

人が乗り移る瞬間は、人の質量を「飛び乗る前 = A 側」「飛び乗った後 = B 側」と所属を変える。同じ式の中で人を両方に入れたり、抜いたりしないように。