高校物理
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
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解説
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練習の解説授業
「なめらかな面」は衝突前後の平行成分の速さは同じ
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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。
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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。
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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](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/1_16_66_2/k_sci_phy_1_16_66_2_image04.png)
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
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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](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/1_16_66_2/k_sci_phy_1_16_66_2_image06.png)
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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](https://d12rf6ppj1532r.cloudfront.net/images/k/0/sci_phy/1_16_66_2/k_sci_phy_1_16_66_2_image07.png)
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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。
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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。