Question

ふかまる

この問題が全然わからないです。
おしえてください！
お願いします

11. 【質量比 1:3 の衝突球】 (12点) [観点③④ ]
図のように, 質量比 1 : 3 の金属球 AB で振り子をつくり, はじめに A を高さ ん まで持ち上げて
から静かに手をはなし、A をB に速さぃで正面衝突させた. 2 球の間の反発係数 c の値が 1 であ
るとき, 以下の問に答えよ.

2                    2
3m

(1) 2 球の衝突直後、A と B の速度の成分はそれぞれいくらかになるか. 図の右向きを正の向き

として答えよ.           1          ヽ
SA0あPo
(2) 最初の衝突後、AとB はそれぞれ, いくらの高さまで上がるか.

0
際      CPUO C六紅財
⑬  次の 2 球の衝突直後、A とB の:    の成分はをれぞれいくらかになるか. 図の右向きを正の

向きとして答えよ.      A、-ひ Bo

(2) と8) は衝突後の A と B はそれぞれが振り子の動きをし 次の衝突まで, ともにカ学和
エネルギーが保存されることを利用して解答せよ.

ニュートンのゆりかご

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

うずら

⑴,⑶は、はねかえりの式と、運動量保存則から解けます。

はねかえりの式は、2物体の相対速度が衝突前後で
-e倍になるというものです。

運動量保存則とは、系全体で、外力が働いていないとみなせるときにのみ成り立ちます。
衝突は瞬間的な現象で、その瞬間には重力などの力による力積は無視でき、2物体の間の撃力のみ、力積を考慮することになります。

なお、撃力とは、瞬間的に起こる非常に大きな力のことです。
（数学で極限を学んでいれば、「無限小の時間に働く無限大の力」と捉えれば良いです。）

⑵については、衝突直後からの力学的エネルギー保存を考えれば良いです。仕事をするのはそれぞれ重力と糸の張力ですが、後者は軌道に直行し、仕事をしません。
そのため、仕事をするのは重力だけとなり、力学的エネルギーが保存します。