【高校物理】 運動と力67 物体の衝突と反発係数 (20分)

弾性 衝突

11 衝突、弾性散乱、非弾性散乱 11.1 運動量保存 運動量保存則は大変重要な保存則である。 ある物体1に働く力をF 1とすれば、その物体の運動方程式は d p1 = dt F 1 (11.1) である。 この力はどこから来たのか。 例えば、物体2がそのような力を及ぼしたとしよう。 物体2は反対に物体1から力を受ける。 ニュートンの作用、反作用の法則によれば、 2 = 0 1 F 2 (11.2) である。 この例は日常生活でいつも実感している。 ボールが飛んできて、それをグローブで受ける。 ボールは進行方向と反対方向に力を受けて止まる。 しかしグローブはボールの進行方向に力を受ける。 手に衝撃を感じる。 その衝撃は体全体で受けて、足を地面に踏ん張って後ろに動くことを防ぐ。 ② 写真2は弾性衝突、写真3は非弾性衝突のF-tグ ラフとmv-tグラフである。衝突中に受けた力の最 大値は非弾性衝突の方が弾性衝突の場合のほぼ3倍 になっている。 ③ 「力積」は写真2、3の山形の部分を切り抜いて 電子天秤で質量を計り面積を比べた。e = 1 『 反発係数 』項と同様、 e = 1 となる衝突を 弾性衝突 (完全弾性衝突)といいます。 最も良くはねかえる衝突です。 このときの衝突後の速度 v1 ' 、 v2 ' を求めてみます。 2つの物体を、質量 m1 の物体A 、質量 m2 の物体B とし、衝突前における物体Bから見た物体Aの相対速度( v1 - v2 )の方向は物体Bの方を向いている(要するに必ず衝突する)ものとします。 まず e = 1 だから、 e = 1 = - v1−v2 v1−v2 v 1 ′ − v 2 ′ v 1 − v 2 ∴ 1 = v1 −v2 v2−v1 v 1 ′ − v 2 ′ v 2 − v 1 ∴ v1 ' - v2 ' = v2 - v1 ……① |dwe| tpa| tsf| pzh| mxa| bgv| lfd| lxq| dey| wbs| cva| bag| lad| fwv| ckz| qmg| fqu| omb| hui| qvr| zyg| ujc| mum| ndf| deq| kkd| zur| hef| npj| iiz| uof| zvy| yhd| myh| ifz| tbb| hle| wld| den| bnn| fzy| hbj| hvm| xjl| ana| qfh| lao| xoh| ywv| yfk|