Question

高校生

「破片Aが出発点に戻っているので、破片Aの水平方向の速さもvである」と書いてありますがなぜこのように考えられるのでしょうか。私は質量が減っているので垂直方向の速さが遅くなりvではないと考えたのですが。

185.空中での分裂
解答
3v°
一連の運動において、
鉛直方向には重力 (外力)
がはたらくため, 鉛直方
向の運動量は保存されな
g
指針 水平方向では,物体は内力のみをおよぼしあうので, 分裂前後
での水平方向の運動量の和は保存される。また, Aは出発点にもどって
おり, Aの水平方向の速さは,分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。
運動量保存の法則の式を立ててBの速さを求め,水平距離を計算する。
解説 初速度の水平成分の
大きさは,V2 vcos45°=»で
あり(図1),最高点での速度
はこの水平成分に等しい。 分
裂前に物体が進んでいた水平
方向の向きを正とすると, 分裂直後のAの速度はーひとなる。分裂直後
のBの速度を 2とすると, 水平方向の運動量は保存されるので(図2),
い。
○最高点で,物体は水平
方向に速さ で飛んでい
る。破片Aが出発点にも
どっているので, 破片A
の水平方向の速さもひで
V2 -0 A
B
V2
2m
m
3
3
45°
正の向き
図1
図2
ある。

AB
185.空中での分裂質量mの物体が, 水平から 45° の向きに速
さ、2vで打ち上げられ, 最高点に達したとき, 質量が1:2の2
つの破片に分裂し,それぞれ水平に飛び出した。質量の小さい破
片Aが出発点に落下したとすると, 大きい方の破片Bは, 出発点からどれだけはなれた
位置に落下するか。ただし, 重力加速度の大きさをgとする。
ヒント破片Aの水平方向の速さは, 分裂前の物体の水平方向の速さに等しい。
1:2
例題23
Ter

空中での分裂

Answer 1

✨ ベストアンサー ✨

あじのすけ

実際にこの実験をすると、空気抵抗があるのでそのように思えたりしてしまうのですが、今回は空気抵抗を無視しているので、落下時間は質量に依存しません。

ですので今回は、
(mが最高点に達する時間)
=(mが最高点から落ちてくる時間)
=(m/3が最高点から落ちてくる時間)

となって、解答のようになります。

ガリレオがピサの斜塔で行ったとされる実験はこれを証明するものでした。(写真)

高校生

ありがとうございます！