Question

りんご

この問題で弾丸が木片にしている仕事と木片が弾丸にされている仕事は同じだけど、衝突しているから、抵抗力を含めた力学的エネルギー保存則しか成り立たないという認識であってますか？二枚目の写真のFは抵抗力を表しています。

質量 M〔kg〕,長さl [m] の木材を
質量m 〔kg〕 の弾丸で打つ実験を行
った。ただし,弾丸は水平線上を進
み, 木片から受ける抵抗力は常に一
定であるとする。
1
mm
Vo
M
Ⅰ 最初, 木林を固定し, 弾丸を速さvo [m/s] で打つと, 深さd[m]
まで入り込んで止まった。
抵抗力の大きさを求めよ。
(2)弾丸が木材を貫くには、はじめの速さはいくら以上でなければ
ならないか。

別解 運動エネルギーが摩擦熱に変わっている。 この場合、摩擦熱は(抵
抗力)×(距離)で与えられるから,エネルギー保存則より
123mv=Fd
:.F
mv02
2d [N]

Answer 1

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ものぐさ

＞弾丸が木片にしている仕事と木片が弾丸にされている仕事は同じ

同じじゃないですよ。
木片と弾丸の移動距離が同じなら全くめり込みませんからね

りんご

なるほど、では、下の写真のように、めり込まない運動の時は、小球が台にする仕事と、台が小球にされる仕事が同じになり、力学的エネルギーが保存するということで合ってますか？また、最初の質問の写真ではエネルギー保存則を使っているのですが、どうすれば力学的エネルギーが保存するとわかるのですか？たくさん聞いてしまい申し訳ないですm(_ _)m

ものぐさ

めり込まない運動っていうのは認識の仕方がおかしいですね。簡単にパターン化したいならどっちかっていうと、摩擦が無い、弾性衝突(e=1)の時だけエネルギー損失が無いって覚えておいた方がいいです。

高校物理はパターン限られていますし、自宅学習の時に個別にしっかり考察しといた方がいいです。

りんご

なるほど、まだ少し分からないことがあるのですが、下の写真のような、相互に力を及ぼすような時はどのように考えれば良いのですか？

ものぐさ

それだけじゃ何も言えませんが、摩擦が無くて、重力の位置エネルギーまで含めたら力学的エネルギーは保存されますね

ものぐさ

相互に力が及ぼしあうケースというものの範囲が広過ぎてぼんやりしているので想像している範囲で一般化出来るかは分かりません。
基本的にありがちなパターンは手を抜かずに一個ずつホントにエネルギーが保存されているかご自身で確認された方がいいと思いますよ。
単純なパターンを自宅学習でしっかり考察する事である程度応用が効くようになるので、最初から適当にやってても出来るようにはなりませんよ
それが出来るタイプの人も中にはいますけど、そういう人はそもそも悩みません。

りんご

わかりました！たくさん練習してみます！ありがとうございました！