物理
高校生
解決済み
30の（1）です。
なぜエネルギー保存則ではなく運動量保存則を使うのでしょうか。
誰か教えてください🙏
22
30* 質量 2m 〔kg]の物体Aと質
量m[kg]の物体Bとがあり,
Aにはばね定数k [N/m〕 の軽
いばねがつけられ、このばねを
2m
m
A000000000 B
自然長より縮めた状態に保つため、BはAと糸で結ばれている。 Aと
Bは滑らかな水平床上を右方向へ速さv[m/s]で動いている。ある点
で糸が急に切れ, まもなくAは静止した。 一方, B はばねから離れて,
右方へ動き,壁と弾性衝突をして左へ戻り、Aのばねに接触した。重力
加速度をg [m/s2] とする。
AとBとの
(1) 糸が切れ、ばねから離れたときのBの速さはいくらか。
(2) はじめのばねの縮みはいくらであったか。
(3) 壁との衝突の際, B が壁に与えた力積の大きさはいくらか。
(4) Bとばねが接触した後、ばねが最も縮んだときのBの速さはいく
らか｡
(5) B とばねが接触した後, Bがばねから離れたときのAの速さはい
くらか。
質量Mの台が水平を出し
(6) 前問において, ばねから離れたBは図の左右どちらへ動くか。
35301
(東洋大 + 福岡大)
30 床が滑らかなので運動量保存則が用いられる。
(1)
求める速さをVB とすると
(2m+m)v=mUB
UB=3 v [m/s]
物体系は 「AとBとばね」 とみなすとよい。 ばねの力は内力 (グループを構成する
メンバー間の力) となり, 気にしなくてすむ。 そして, ばねの質量は0なので運動量
も0となり、式には顔を出さない。
(2) ばねの縮みをxとすると, 物体系の力学的エネルギー保存則より
6 m [m
k
1/12 (2mm)+1/12kx²=12m (30)
x=v
m〕
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