Question

たたた

写真のような場面において、例えばPの重さが100kg
Qの重さが10kgで、Pが時速100km/hでQについているバネの先端に衝突したとするとQはPをはね返せず、
押され負けしてしまい、Qに対するPの相対速度は0になる(Qも時速100km/h)で進む)という考え方はあっていますか？

EX 滑らかな水平面上に質量Mの球Q がばね定
数んのばねを付けられた状態で置かれている。
左から質量mの球Pが速度v で進んできた。
(1) ばねが最も縮んだときのPの速度を求めよ。
(2) ばねの縮みの最大値を求めよ。
(3) やがてPはばねから離れた。 Pの速度u を求めよ。
m
P
Vo
k
Q
M

Answer 1

沢木陽織

ちょっと裏技的な知識ですが、こういうバネではね返るような運動では、実は弾性衝突と同じく相対速度が-1倍になります。(多分真面目にエネルギー保存と運動量保存の式を解いても得られますが)
よって、はね返った後、Pに対するQの速度は90kmになります。
PがQに比べて重い場合には、Pがほんのちょっとだけ減速してQがものすごく加速する、という形になります。
PがQに運動量を分けてあげる形になりますから、質量の重いPがほんの少し減速してその分の運動量をQに分けてあげると、同じ運動量でも軽いQにとっては物凄い加速になるわけです。