物理
高校生
解決済み

物理
(4)について、自分は青文字のどっちかの動きをすると予想し、つまりその時のBの速さは0なのかなと思ったのですが、なぜ赤文字の動きをするのでしょうか。
よろしくお願いします。

静止 34 A00000 2m B m 最も ばねが最も縮む瞬間 2物体は静止していて、 ばねが縮んだとき、 同じ速度になっている その後、両者逆向きに 動き出す。 途中まで左と同じ その後、Aは動かず Bだけ右に動く u u MA 31 A mm B A mmm B なぜ これが正しい? またこの後はA.B どのように運動する? 静止 A mmm B
31* 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 A 0000000004 B 壁 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 [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。 400 (1)糸が切れ,ばねから離れたときのBの速さはいくらか。
力学 23 x00 (2) はじめのばねの縮みはいくらであったか。 ex (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。 xox (4) xo 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。 (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。 (東洋大 + 福岡大)

回答

✨ ベストアンサー ✨

まず、摩擦のない床で最初は進んでいたAがなぜ止まったかというと、バネの縮みによるエネルギーと元々持っていた運動エネルギーの和である力学的エネルギーが0であったからです
Bはそのバネの力を受けさらに速度を増して1枚目の写真の上の図…(*)のように動きます

このとき、全体を一つの系(AもBもひとまとまりにして考える)とすると、(*)と、バネが最も縮んでいる時(縮みをdとする)の力学的エネルギーは保存されるはずです
バネが最も縮んでいるその瞬間、両者の距離は変化しないはずですので速度はAとBで同じと言えます(uとする)
また滑らかではありますが衝突と見なせるので運動量保存則も成り立ちます(uはこれだけで出ます)
力学的エネルギー保存と運動量保存の式を連立して解くと、uやdが出せ、u≠0となるのでこのとき静止していないとわかります
最後に、AとBの速さは、反発係数の式(完全弾性衝突)と運動量保存則から出すことができます

ここから少し発展的になります
また、系は水平方向に運動しますが、水平方向に外力が働かないので重心速度は一定です
途中まで右に等速直線運動、跳ね返って左に等速直線運動をします
また重心から見るとバネにぶつかり最も縮んではなれる一連の運動は単振動になるはずですので、頑張ればグラフに図示するところまでいけます

計算ミスがあったらごめんなさい🙏

ここまで丁寧に回答して頂きありがとうございます!理解出来ました。
こんな所に35Pがいるとは笑

にぇ

気づいたらなってましたw

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