Question

ちき

(4)ですが、運動量保存則はが威力が働かないときではないのでしょうか?
バネの力がありませんか?

22

30* 質量 2 kg〕 の物体Aと質
量(kg〕 の物体Bとがあり,
A にはばね定数を〔N/m〕 の軽
いばねがつけられ, このばねを
自然長より縮めた状態に保つため, B はA と系で結ばれている。 Aと
B は滑らかな水平床上を有方向へ速さ vm/] で動いている。ある県
でネネが急に切れ, まもなくAGは静止した。 一, B はばねから見れて,

石へ動き 壁と弾性稀突をして左へ戻り。A のばねに接触した。 重力

加速度を 9Lm/s) とする。

(1) 糸が切れ, ばねから離れたときの B の未さはいく らか。

(②) はじめのばねの縮みはいくらであったか。            1

(3) 壁との衝突の際, B が璧に与えた力積の大きさはいくらか。      |

(9 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の速きはWI
くらか。

(6) 前問において, ばねから見れた B は図の左右どちらへ動くか

(東洋大+ 福岡:

(0 床が帯らかなので運動量保存則が用いられる。
1) 求める速さをomaとすると (2刀+)p=xos 。 … om=30LmeJ
物体系は 「AとB   ね] とみなすとよい。ばねの力は内カ(グループを構成する
メンバー問の力)となり, 気にしなくですむ。そして, ばねの質是は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* とすると, 物体系の力学的エネルギー保存則より

宮
3

3) Bは30 の速さではね返る。B が受けた力積は, 右向きを正とすると
ー・30一如・30ニー67

したがって, B が壁に与えた力生は作用・反作用の法則より 6mp〔N's〕 で

 

 

Gtmrtは思=はmGD! me/請tm

 

 

  
 

右向き。
4) ばねが最も縮んだときとは,A上の人      PP    so
から見てBが止まったとき, つまり,

                                                                                                                                                                                                                                                                 

相対速度が 0 になるときである。それは
両者の(床に対する)速度々 が一致する   0
ときだから, 左向きを正とすると, 運動             き
量保存則より                 OR
・3り三27z2寺7   … x=pLms]
保存則は静止系で用いるのが大原則。A 上の人に用いさせてはいけない。
5) A. Bの速度を ム。 (左向きを正) とすると,運 一届      ーー

動是保存旭より 2m+gm=mi30 …①   還 ばねは邊角 目
力学的エネルギー保存則よまり

す 2 +すmg=ま(8⑧の| の
②より gs を消去すると (上-2の=0 =2oCme)

これは一つの紗性稀突とみなすこともできる。そこで②の代わりに反発係数e=]
を用い, ムーs=ー(0-3p) と⑨を連立させでくもよい。

(6) =2u を①へ代入おると詳5旨mV間よ

Answer 1

3.14159265358979

運動量保存則は外力が働かない時であってますよ〜

バネについては、AとBを1つの系(塊)としてみなしたとき、逆に等しい大きさの力がかかっていて…
つまりバネは内力になります。

ちき

逆に等しい大きさの力とはなんでしょう?

3.14159265358979

逆向きに等しい力です。
分かりにくくてすみません。

ちき

何と何が等しいのでしょうか？

3.14159265358979

逆向きで大きさの等しい力でした。大きさを書き忘れた。

もう少し詳しく書くと、運動量保存則は系にかかる力積の和が0であればいいということになります。対になってこうなる力が内力。

ちき

係にかかる力積の和とはどういういみですか?

3.14159265358979

ベクトルで考えたときの和が0になるとき。
結局、バネの力が逆向きで大きさが等しいってこととだいたい同じ。

ちき

大きさが等しいってとこがいまいちよくわかってないんですよね、
理解力なくて申し訳ないです。でもモヤモヤします。

3.14159265358979

上手く説明できないけど、実際にバネを両手で縮めると両手に逆向きで大きさの等しい力がかかる感じです。(バネから外側に力がかかる)右手の方が強いとか左手の方が強いとか無い感じです。

こっちも上手く説明できていない。
周りに聞ける人がいたら、直接聞くといいですよ。

ちき

いやわかりました！そういうイメージですね!