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5分でわかる!弾性衝突

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この動画の要点まとめ

ポイント

弾性衝突

高校物理 運動と力65 ポイント2 全部 空欄埋める

これでわかる!
ポイントの解説授業
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反発係数eは、(衝突後の速さ)÷(衝突前の速さ)で求めることができました。

高校物理 運動と力65 ポイント1 クマさんのまとめ 空欄埋める

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この反発係数eは、どんな値の範囲をとりうるかを考えてみましょう。

反発係数eが様々な値を取ることをイメージしよう

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例えば、スーパーボールを床に落としたとき、ボールは勢い良く跳ね返ります。しかし、発泡スチロールでできたボールを床に落としたときはあまり跳ね返りません。同じボールでもスーパーボールのほうがより高く跳ね返るため、反発係数が大きいということがわかりますね。

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また、ねん土で作ったボールを床に落とすと、床にくっついて跳ね返りません。 まったく跳ね返らない ということは、 反発係数が0 ということになります。反発係数が様々な値を取ることがイメージできたでしょうか。

反発係数eの取る値には範囲がある

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ここで確認しておきたいことは、反発係数eは (衝突後の速さ)÷(衝突前の速さ) の値であるということです。

高校物理 運動と力65 ポイント1 クマさんのまとめ 空欄埋める

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ねん土のようにまったく跳ね返らない場合、 衝突後の速さが0 なので 反発係数も0 になります。これは反発係数が取る値の中でもっとも小さい値になります。

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では、反発係数eがもっとも大きくなる場合を考えてみましょう。衝突後の速さが衝突前よりも大きくなるということは、力学的エネルギー保存の法則から起こりえません。反発係数がもっとも大きくなる場合は、 衝突前の速さと衝突後の速さが等しくなるとき です。このような場合、 反発係数は1 になりますね。

高校物理 運動と力65 ポイント2 図のみ

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つまり反発係数が取る値には範囲があり
0≦e≦1
で示されます。
反発係数が最小値0のときは、ねん土のようにまったく跳ね返らないときです。反発係数が最大値1のときは、衝突後の速さが衝突前の速さと等しいときです。

弾性衝突は「反発係数が1」

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反発係数が1 になるときの衝突は、特別な衝突として 弾性衝突 と呼ばれます。

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弾性衝突では、衝突後の速さと衝突前の速さが同じなので 運動エネルギーが保存 されます。ここは重要なのでしっかり覚えておきましょう。

高校物理 運動と力65 ポイント2 図と下側1行のみ

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一方、反発係数が1でない場合は、衝突後の速さが衝突前より減るので、運動エネルギーがいくらか失われてしまう衝突となります。特にまったく跳ね返らない場合は、速さが0なので運動エネルギーはすべて失われてしまいます。このような弾性衝突でない衝突を 非弾性衝突 と言います。

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反発係数が1になる弾性衝突 の場合のみ 運動エネルギーは保存 され、 反発係数が0以上1未満の非弾性衝突 の場合には 運動エネルギーが減少 するということをしっかりとおさえてください。

Suzuki

この授業の先生

鈴木 誠治 先生

知識ゼロからでもわかるようにと、イラストや図をふんだんに使い、難解な物理を徹底的にわかりやすく解きほぐして伝える。

弾性衝突
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