Question

アクノ

高校物理 力学 についてです。
画像のような木材に弾が撃ち込まれる問題で、
力学的エネルギー保存則より、
弾がした仕事と木材がされた仕事はそれぞれ、

「弾がした仕事」 R(x+l)
「木材がされた仕事」 Rx

のように表されると思うのですが、
2物体の間で「した仕事」と「された仕事」が一致しないことに違和感を覚えます。
どのように考えると理解しやすいでしょうか。
教えていただきたいです。

(木材と水平面の間に摩擦はありません。)

始
終
788
弾
木
2
x
x+l
力学的エネルギー保存則
弾:
*
木:0+Rx
木がされた仕事
mu² - R(x+l)
弾がした仕事
=
l
(抵抗力 R (一定))
1/2mv2
=
V
1/2 MV2

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

えりんぎ

あー、これは本質をついてる良い質問ですね。
高校力学はモーメントの範囲を除いて、物体は質点と考えるんです(受験という箱庭のなかで)

結論から言うとRlは木がされている仕事として、書き加えてください。木は動いてませんが、木にRI分の仕事がかかっている(木に穴があいた仕事がどこからもたらされたか、想像してもらえれば理解しやすいと思う)。

実際にどんな問題かは知らないですが、多くの入試問題で、二物体が一体になって(めり込まずに)、同じ速度で進む…みたいな設定の理由は、上記の理由になります〜

アクノ

そこは完全に盲点でした…
ずっとモヤモヤしていた疑問が解決しました！
分かりやすい解説をありがとうございます。

Answer 2

ぺんぎん

＿ザックリ言うと、それらの仕事の差は、木材に弾丸が穴を開ける(或いは、木材へ非可逆的な変形を変形を与える)為に消費された、と、言うことです。

アクノ

長い間気になっていた疑問が解決しました。
具体的に教えていただきありがとうございます。