高校物理

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5分で解ける!固定面との斜衝突に関する問題

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5分で解ける!固定面との斜衝突に関する問題

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この動画の問題と解説

練習

一緒に解いてみよう

高校物理 運動と力66 練習1 全部

解説

これでわかる!
練習の解説授業
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固定面での斜衝突について、実際に問題を解いてみましょう。

「なめらかな面」は衝突前後の平行成分の速さは同じ

高校物理 運動と力66 練習 問題文と(1)と図 赤字なし

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(1)は衝突直後の物体の速さを求める問題です。斜衝突の問題で、必ず行う作業を覚えていますか? 速度の分解 ですね。衝突後の速さをv'とし、速度を面に直角な方向と平行な方向に分解しましょう。

高校物理 運動と力66 練習 図 赤字の矢印は全てあり

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衝突前の面に平行な速さの成分はvcos60°になるので、1/2・vとなります。また面に直角な速さの成分はvsin60°=√3/2・vとなります。同様に衝突後の速度も分解しましょう。面に平行な成分は√2/2・v'、また面に直角な成分は√2/2・v'となりますね。

高校物理 運動と力66 練習 図 赤字の矢印は全てあり

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問題文より なめらかな面 との衝突なので、 衝突前後での面に平行な成分の速度は同じ大きさ となります。つまり、
√2/2・v'=1/2v
として、v'の値を求めることができますね。

(1)の答え
高校物理 運動と力66  (1) 解答全て

面に垂直な成分の衝突前後の関係から、反発係数eを求めよう

高校物理 運動と力66 練習 問題文と(2)と図 赤字あり

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(2)は反発係数を求める問題です。斜衝突では、 面に垂直な成分のみが反発係数eに関係している のでしたね。 衝突後の速さは衝突前の速さのe倍 になるので、以下の式が立てられます。

高校物理 運動と力66  練習 (2)解答1行目
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式を立てたら、後は(1)の結果を代入して計算すれば、eの値を求めることができます。

(2)の答え
高校物理 運動と力66  練習 (2)解答全て
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速度であればマイナスをつける必要がありますが、今回は速さの比較なのでマイナスを付ける必要はありません。

固定面との斜衝突
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