センター2015物理追試第６問「E=mc2、半減期」
物理が苦手な文子
原子分野ね。なかなかここまで勉強ができていないのよ。
物理が得意な秀樹 そうなんだよね。まぁでもやってみるしかないんだけど、いきなりだけど元素記号Poって何か知ってる？
物理が苦手な文子
元素記号は得意なのよ。ポロニウムでしょ。
物理が得意な秀樹 そうだねポロニウムがα崩壊して核エネルギーが放出されるんだね。
物理が苦手な文子
そう言われても、何をしていいか分からないわ。
物理が得意な秀樹 でも解答の選択肢を見たら、何か分からないかな。
物理が苦手な文子
そうか。すべて
の形になっていて、符号が違うだけね。
の形になっていて、符号が違うだけね。物理が得意な秀樹 そうそう。って何だか知ってる？
物理が苦手な文子
さすがに知ってるわよ。質量とエネルギーが等価っていう式ね。反応式を書くと、こんな感じ。
物理が得意な秀樹 そうだね。α粒子はヘリウムの原子核だからね。
物理が苦手な文子
質量の減少分が核エネルギーとして放出されるので、
物理が得意な秀樹 正解！答えは④だね。次は問２。
物理が苦手な文子
これって、原子分野の問題？
物理が得意な秀樹 おっと、するどいね。設定は原子分野だけど、力学の問題だね。だから、図を描いてみるといいよ。
物理が苦手な文子
描いてみるわ。崩壊前について、どちらも速さは０ね。なのでそのまま描くわ。
物理が苦手な文子
崩壊後は逆方向に運動したから、こんな感じ。
物理が得意な秀樹 いいね。あとはどうする？
物理が苦手な文子
崩壊、というか分裂の問題だから、「運動量保存則」ね。右向きを正として計算するわよ。分裂前は静止しているから運動量の和は０ね。
物理が得意な秀樹 正解！答えは③だね。最後に問３だ。
物理が苦手な文子
半減期の問題ね。半減期も公式があったと思うけど・・・
物理が得意な秀樹 覚えていなくても大丈夫だよ。こんな図が描ければ答えは簡単！
物理が苦手な文子
すごく分かりやすいわ。確かに原子核が８分の１になったんだから、単純に半減期が３周したってことね。
物理が得意な秀樹 そういうことだね。
物理が苦手な文子
ということは、単純に420÷3=140だよね。
物理が得意な秀樹 その通り！答えは④だ。