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111年
理化、化工裝置
第 3 題
溜冰場上，甲以10 m/s向右的速度撞上場中靜立的乙，撞後兩人抱在一起滑動，若甲、乙體重分別為60 kgw、40 kgw，且忽略摩擦阻力，則撞後兩人的速率約為多少m/s？
- A 8
- B 6
- C 5
- D 2
思路引導 VIP
想像一下，在一個完全沒有摩擦力的冰面上，一個移動中的物體去撞擊另一個靜止的物體。雖然碰撞後他們的個別速度改變了，但在沒有外力干擾的情況下，這兩個物體組成的「整體」所帶有的某種運動狀態量（物理量）會改變嗎？如果碰撞後這兩個物體結合成了更大的物體，為了維持原本的運動規模，它的移動速度與原本相比，應該會變快還是變慢呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你的判斷非常精準，這題確實應該選擇 (B)。這代表你對於力學中的核心概念掌握得相當紮實。
動量守恆定律的應用
在物理學中，當系統（甲與乙）在水平方向上不受外力（如摩擦力）影響時，碰撞前後的總動量會保持不變。這就是所謂的「動量守恆」。當甲（$60,\text{kg}$）以 $10,\text{m/s}$ 撞上靜止的乙（$40,\text{kg}$），且兩人撞後「抱在一起」滑動，這屬於典型的完全非彈性碰撞。我們可以用下列公式來驗證：
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