解答編 p.22~p.30
重要問題 10
正面衝突の繰り返し
差が
つく!
なめらかな水平面上に,直方体の箱(質量M)
が置かれている。この中に質量mの球がある。
これが初速度かで箱の内壁に垂直に衝突して,速
度かではねかえり,再び反対側の壁に衝突して,
速度22ではねかえる。ここで,初速度ひの向きを正の向きとする。球と壁との
間のはねかえり係数を e (0<e<1)とし,Me>m であるとする。また,球と箱
の底面との間の摩擦はないものとする。
(1) 1回目の衝突後の球の速度 vを求めよ。
(2) 2回目の衝突後の球の速度zを求めよ。
(3) 衝突のたびごとに球と箱との相対速度が減少するので,衝突を無限に繰り返
せば,ついには2物体の速度が等しくなる。このときの最終速度uを求めよ。
〈宮崎大)