物理
高校生
1番の運動量保存の法則の式の立て方の考え方がわからないです。どなたか解説お願いします。
196 . ばねと衝突周 図のように, 小球A,B, Cが
一直線上に並んでいる。A, Cの質量を放,Bの
質量を47/とする。AとBは, ばね定数んの帳いば
ねでつながれている。はじめ, ばねは自然長であり, A, Bは苑目している。 まだ,
は壁に接している。小球の運動は一直線上でおこり, 床はなめらかであるものとず作
Q①) Cが左向きに一定の遠さ ヵ。 で運動し, Bと紅性稀突をした後, 運動方向を有痢
に変えた。この衛突直後のBの速さを, , /7, % を用いて表せ。
(⑫) Q①)の衝突の直後から,Bの運動に伴い, ばねはいったん縮んだ後, 再び伸びで自
長にも どる。この間に壁がAに与える力積の大きさを, を用いで表せ。
(3) ばねが自然長にもどった後,Aは胡をはなれ, ばねは伸縮を繰り返しながら,
として右向きに運動する。この運動でばねが最も縮んだときの自然長からの縮み。
よびそのときのA, Bの可さを, レを用いてそれぞれ表せ。 (13。 神戸大
194 三角関数の加法定理,sin(o+)=sinocos/+cossin/ を利用する。
195 小束と台をまとめて 1 つの物体系と考えると, 運動量の水平成分の和は保存される。
196 (3) ばねが最も縮んだとき, A, Bの加さは等しい。
と力積の
Jiroと考え全休のの化と人
ce の ahと 小A。 Bの直さは等じい
解説 1 度をゅとす 図1
(1) 衝突直後のCの連!
る(図 5 左向きを正とし, 4
直接で運動量保存の法則の式を立てる 5
mp 6
ーーから。
計
また。 反発作数の式eニーーサー
ァー
時
2
これ5 2 つの式から, のを消去して, レーニー
人後。 ばねは自然長で,小球Aは静 回2
MT 小球Bは左向きにの速度を
もっている(図2)。Bは, ばねを押しめ
をがら天ばなが届る生んだところで吉 *
用が0になる(還3)。 その後。ばねかび 国生
伸び知めるとともに、Bは右向きに運動し 人間つ!
始め,ヤがて, ばねは自然長にも どる(図4)。
較2のときと図4のときとでBのもつ力学 厨
約エネルギーは保存されるので, 図4のB | A 自和民
は。 右向きにの吉度をもっている。 一連 肖朋つつ*
の家動の間。Aは。 ばねの剖性力と壁から
のカを受け 上し続ける。
4 B, およびばねを一体と考え、 全体の之動量の変化と力積の関係
を教える。このとき、Aは静よしており。ばねは軽くで連動是を無視
できるので全体の運動量はBの運動大に等しい。 右向きを正どす
と全体の運動重は. 図2のとき 一4/P。 図4のとき 7である
だがって.一の運動の間に壁から受ける力積の大きき 2 は|
革の変化と力策の関係式, カーカースルから。
7ウルールアー(ーMP) =2』7r
(9 ばねが最も錠んだとき。Aとの才き 図5
は等しい(図5)。この速きを とする。
名月きを正とし, 図4のときと図5のとき
で人の法則の式を立てると、
レレ
誠
7
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『 人の潜則のを rs と図5のときで, 力学前=
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