運動量保存の問題について

質問

運動量保存の問題について

下図に示すように、水平な床の上に質量ｍ１の物体がおかれている。単振り子に付けた大きさの無視できる質量ｍ２の錘が高さｈの位置から初速度０で運動を開始し、最下点で床の上の物体に完全弾性衝突するとき、床の上の物体と錘の運動に関する次の記述のうち内容が間違っているものを選べ。ただし、重力加速度の大きさをｇとし、周囲の空気の影響は無視する。

答え：(4)

(1)が正しいことはわかります。

(2)(3)(5)が正しいことと(4)が間違っていることがわかりません。
どなたか、解説していただけないでしょうか。

回答No.1

pasocom · ベストアンサー

画像が非常に不鮮明なので文字を読むのが困難です。
(4)だけ必死に読むと、こう読めます。
「床と物体の間に摩擦があると、m1、m2、hにかかわらず、衝突後の錘の到達高さは摩擦のない場合より必ず高くなる。」
これで文章で間違いなければ、解説は次の通りです。
衝突後に錘はどう動くでしょうか。物体が床を左に滑り、錘もそれを追いかけるように左に振れていくでしょう。物体に摩擦が働かなければ、物体は非常にスムースに滑り、錘も大きく左に振れます。よって錘の到達高さは高くなります。
（物体と錘の質量関係によっては錘が跳ね返ることもあるでしょうが、ここでは錘の方が充分重い場合を想定します。）
それに対して物体と床の間に摩擦がある場合は物体の動きは鈍くなり、錘も大きく振れることが出来ません。衝突のエネルギーが摩擦に使われて「摩擦熱」になって発散してしまうからです。よって、錘の到達高さは、摩擦が無い場合より低くなるはずです。
(4)の文章は錘よりも物体のほうがずっと重い場合（錘が跳ね返る場合）は成り立つかも知れませんが、上記のように反対の場合には成り立ちません。よって「必ず高くなる」は間違いです。
他の文章は読めないのでパス！。

お礼

＜４＞理解できました。
早々のコメントありがとうございました。

＜２＞＜３＞＜５＞の内容を鮮明にして
改めて新しい質問をさせていただきますので
ぜひ、教えていただければ助かります。