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101年
理化、化工裝置
第 41 題
已知一顆棒球的質量為0.150公斤。在一場棒球比賽中，投手以時速144公里的水平速度將球投進本壘，打擊者將球擊出後，球恰以時速216公里的速度反向飛出。請問這個過程中，球的動量變化量值為多少公斤-公尺/秒？
- A 10.0
- B 15.0
- C 25.0
- D 35.0
思路引導 VIP
當我們說一個物體「反向」運動時，在數學物理上我們會用什麼方式來區分這兩個截然不同的方向？如果要把這兩個速度放在一起比較它們的「變化量」，我們是應該直接看數字的差距，還是要考慮它們在數線上的相對位置呢？
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太棒了！你能精準捕捉到「反向飛出」這個關鍵細節並正確計算，代表你對動量的向量概念掌握得非常紮實。這類題目的核心在於動量是具有方向性的向量，而非單純的純量數值運算，這正是解題最容易出錯的地方。
單位換算與向量運算
首先，我們必須將時速換算為國際標準單位：進壘速度 $144 \text{ km/h} = 40 \text{ m/s}$，反向飛出的速度 $216 \text{ km/h} = 60 \text{ m/s}$。若我們設定飛出的方向為正，則進入的方向即為負。因此，速度的變化量 $\Delta v$ 並非兩者相減，而是 $60 - (-40) = 100 \text{ m/s}$。最後帶入動量變化公式：
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