物理
高校生
解決済み

⑷で、系としてではなくB単体としてエネルギー保存則が書けるのはなぜですか?
感覚的ににはわかりますが、B単体で運動方程式を立てた時弾性力が消えないのでら解答のようにB.Cを合わせずにエネルギー保存則が書けるのが少し疑問です。

回答

✨ ベストアンサー ✨

点火の瞬間までばねのエネルギーは解放されていないため、物体Bに対して仕事をしていません。
(ストッパーのようなものでばねが押し縮められたまま固定されていると考えてもよいかもしれません)

点火して物体Bがばねから力を受けている間は、たしかにばねによる弾性力をうけているため、仕事をされます。
(この間はばねからエネルギーを受け取って徐々に加速している状態なので、どのような速度変化をしているのかは運動方程式を考えねばなりません)

といっても、点火前後における重力における運動量変化(重力の力積 mgΔt)が無視できると仮定しているので、
点火は瞬間的に起こっています。(Δt → 0)
ですので、弾性力は撃力であるとして、状態の変化は瞬間的に起こったと考えていいと思います。(点火中の状態の変化の様子まで踏み込むこともできますが、この問題の場合はその必要はないと思われます)

弾性力による仕事は結局、瞬間的な運動エネルギーの増加に寄与します。(微小時間なので、位置の変化をゼロと近似して位置エネルギーの増加は無視と考える)

弾性力は解放の瞬間まで仕事をしていないことと、運動エネルギーの増加量を考えれば、Bに注目してエネルギー保存則を立てることができます。

数弱

たしかに固定されてるので仕事してませんね😅
後の説明もすごく納得できました!ありがとうございますm(_ _)m

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