物理の質問です

質問

力学的エネルギー保存の法則を用いて解くと思うのですが、

X方向、Y方向と分けて考えるという解きかたでいいのでしょうか？

回答No.2

Tann3 · ベストアンサー

「衝突」の場合には、力学的エネルギーは必ずしも保存されません。たとえば、衝突時に「音」が出れば、エネルギーの一部は「音」のエネルギーとなりますし、「スポンジ」のような緩衝材であれば、ほとんど反射せずにめり込んでしまいます。スポンジの場合は、「反発係数」がほぼ「ゼロ」ということです。
http://www.wakariyasui.sakura.ne.jp/b2/52/5233hozonnto.html

　この問題の場合は、「鉛直方向（Ｙ方向）は重力による等加速度運動と、衝突については運動量保存の法則」「水平方向（Ｘ方向）は等速度運動」を使います。

　「物体と床の反発係数」は、落下速度 v1 と反射速度 v2 の比（いずれも鉛直下向きを正として）で定義され、運動量保存則の式から（物体の質量を m として）

　　　　ｍ・v1　＝　－m・v2　＝　-e・m・v1

となります。

　衝突面は水平なので、物理の問題としては、衝突による水平方向の速度の減少はない、ということかと思います。現実には、衝突時の「摩擦」や、空気抵抗による速度の減衰がありますが。

お礼

個人的に最もわかりやすかったので

ベストアンサーにさせてもらいます。

ありがとうございました。

回答No.4

foomufoomu

x,yに分けて考えるのは良いですが、エネルギー保存則は成り立ちません。

前の回答にある、「摩擦」もエネルギー保存則を成立しなくする要因ですが、反発係数がｅ(１でない)というのも、エネルギー保存則が成り立たないことを意味しています。
鉛直方向について、エネルギー保存則が成立するなら、永久に同じ高さで弾み続けます。

ところで、この問題で、物体は回転しないと考えてよいのでしょうか。回転も考えると、さらに複雑な話になってきます。摩擦があれば必ず回転しますが、物体が四角いので、次の着地では角がぶつかって斜めに反射することになって・・・

お礼

おそらく授業の流れからして回転は考慮しないと思います。

とても参考になりました。

ありがとうございました。

回答No.3

Tann3

No.2です。間違いがありました。

　最後の数行、

＞　衝突面は水平なので、物理の問題としては、衝突による水平方向の速度の減少はない、ということかと思います。現実には、衝突時の「摩擦」や、空気抵抗による速度の減衰がありますが。

は、よくよく問題を読んだら

「物体と床との動摩擦係数は　μ’とする」

と書いてありましたね。

　水平方向にも、衝突のたびに

　　　F = - μ’・ｍｇ

に相当する摩擦力が働くということですね。衝突のたびに、水平方向の速度も減少するということです。

お礼

実はこの後の問題で水平方向の話しも出てくるので

とても助かりました。

ありがとうございます。

回答No.1

ImprezaSTi

その通りでよいです。

お礼

ありがとうございます。