物理
高校生
解決済み

答えは(ニ)からですが、特に(ヘ)のマイナスかプラスかをどのようにつければいいかわからなくて困っています。なんとか受験に生かしたいので、誰かわかる人がいらっしゃったらぜひとも助けてください!

2」 な 届か無捉できる, 促び組みしない長さ(6 の系の に較定し,もぅ 4し 32のmeme ける小の位慎を点 O とし。点 0 を原点として水平方向にっ朝をと3。 較! し生と 面内を表し, 振り子の振動はこの面内で行われるものとする。 = 分に小さいものとする。図1 の太向を幸のの施向とする。 重 AHcAauke TO (?) 小球にかかる重力の大きさを答えよ。 (ロ) 小球は天井の固定点を中心とる 小球にかかる重力の円周に沿った方| をそれぞれ答えよ。 記 (の) 振り子の振れ幅が十分に小さいとき る。 小球の座標共ののときの』 向を正どする。 (に) 間 ⑦) より, 小球の運動6
k態にお =0に ように設置した -した状態にねいてヶ三0【 ある に の上よしたポー 上ば, 。 = 0 の位置が 小さくなるように原点 O の近くに 次にこの振り子を 2 つ作り, 2 つの。 この状態から, 右側にある小球を終がたるまないように た (図2)。ただし, > = zo は右側の振り子の振れ幅が十分に 選んであり. 小球の運動は電に治って起こると考えでよいものとする。 (ぶ) 放たれた小球は点 O においてもう一つの小球と衝突をする。2 つの小球が衝突する志前の右 の小球の速くと, 右の小球が放たれてから 2つの小球が衝突す るまでの時間を答えよ。 (へ) 2 つの履球の衝突における反発人数 (はね返り係数) であった場合和突後の右との 小球の速さをそれぞれ<とャを用いて答えよ。 ト) 2つの小球は、衝突後々の負の方向に運動したのち静止し, g 軸の正方向へ運動を始め。吾 衝突をする。最初の衝突と 2回目の衝突の間に要した時間と 2 回目の衝突をする位置のz 座標を答えよ。 8Y
誠 (に) のの結果より. 放 ょよって, 求める周期を とすると 2re 2だの倫) ィ=和テー2x/テ の振動の角振動数を ゅとすると ゥニテ 人3 衝突直前の右の小球の如き っは振幅が o, 角振 るから P ッーoのデメo/ 7 包容するまでの時則は周期 の エ であるから 7こり も (衝突後の右と左の小球の速度をそれ< が6であることから みー 5のis) また, 運動量保存則より 久吉が(一の (答) e=ニー よって
単振り子と衝突

回答

✨ ベストアンサー ✨

前提として、「速度」には向きがあるので、ある方向を正とした場合、マイナスとかプラスが付きます。

プラスならその方向に向かって運動する、
マイナスならその方向と逆方向に向かって運動する、
という意味です。
そのようなものをベクトルといいます。

しかし、「速さ」には向きがありません。
速さとは、単純な速度の大きさであるので、
速さがマイナスになるということはありません。
速さは0以上。つまり常に正です。
ベクトルの大きさのようなものです。
このようなものをスカラーといいます。

問題の答えは、「速さを求めよ」なので、
速度が正ならそのまま、負ならマイナスを付けて
解答しないといけません。
つまり、速度の絶対値を考えないといけません。

計算は省略しますが、v₁もv₂も負なので、(e≦1)
答えはどちらもマイナスを付けて、
正の形で解答します。

ゲスト

ありがとうございました!二度もお答えしていただいてすみません。とても腑に落ちて悩みが消えました!本当にありがとうございました!

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回答

問題は右方向を正にとっていますので、
速さvで右方向に運動しているならプラス、
左方向に運動しているならマイナスをつけます。

(へ)について

e=の式で、
分母は、
衝突直前の右と左の小球それぞれの速度について考えますが、
右の球は速さvで左方向に運動しているので速度は-v
左の球は静止しているので速度は0

分子は、
衝突後の右と左の小球それぞれの速度について考えますが、
解答は右の球の速度をv₁とおいています。
(速さをv₁とおいているのではなく)
ですのでプラスとかマイナスとかを考える必要なく、速度v₁をそのまま使います。

左の球も速度v₂とおいて、そのまま式に入れて計算します。

計算した結果、速度v₁が正なら衝突後右方向に運動したということですし、負なら左方向に運動したということです。

運動量の保存則についても、
右方向を正として考えます。

まず、右辺は衝突直前ですが、
右球は速度-vなので、運動量はm(-v)
左球は速度0なので、運動量は0

左辺は、衝突後で、
右球は速度v₁なので、運動量mv₁
左球は速度v₂なので、運動量mv₂

となっています。

ゲスト

ありがとうございます。付け足しで(へ)の答えが最後右の小球と左の小球にマイナスをそれぞれ変えているのですが、最初から速度を置いているのに、なぜマイナスを最後にかける必要があるのですか?すみません。お願いします!

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