高校物理 要点・解法ノート
必須

なめらかな面への斜め衝突

着眼点なめらかな面は面に垂直な力しか及ぼさないので、面に平行な成分は変わらない。垂直な成分だけ e 倍になって反転する。

例題
1
小球がなめらかな床に、床と 30^\circ の角をなす向きに速さ 10\ \mathrm{m/s} で衝突した。反発係数 0.50 のとき、はね返った直後の速さを有効数字2桁で求めよ。
解答
平行成分 10\cos30^\circ=5\sqrt3\ \mathrm{m/s}(そのまま)。垂直成分 10\sin30^\circ=5.0 → 0.50\times5.0=2.5\ \mathrm{m/s}。
速さ \sqrt{(5\sqrt3)^2+2.5^2}=\sqrt{75+6.25}=\sqrt{81.25}=9.01\cdots
9.0\ \mathrm{m/s}(床となす角 \phi は \tan\phi=e\tan30^\circ で、入射より浅くなる)
注意速さ全体に e を掛けない。e が掛かるのは面に垂直な成分だけ。

「運動量と力積」の項目

  1. 運動量と力積の関係必須
  2. F-tグラフの面積=力積必須
  3. 運動量保存則必須
  4. 反発係数(はね返り係数)必須
  5. 一直線上の衝突(保存則+反発係数の連立)必須
  6. 分裂・人と台車(はじめ静止なら全運動量0)必須
  7. なめらかな面への斜め衝突必須
  8. 衝突で失われる運動エネルギー差がつく
  9. 平面内の衝突(成分ごとに保存)差がつく
  10. 重心の運動(台車の上を人が歩く)差がつく
  11. 動く台の上を滑る物体(水平方向だけ運動量保存)差がつく
  12. 質量が変化する物体(ロケットの連続噴射)不要

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