1。問題を理解する
いくつかの重要な要素を伴う古典的な衝突問題があります。
* ボール1: 30 g(0.03 kg)ボール、初期速度V0で水平に移動します。
* ボール2: 85 g(0.085 kg)ボール、動かないぶら下がっています。
* 衝突: 完全に弾力性があり、運動エネルギーが保存されています。
* 文字列: 長さ1.2 m、ボールを保持する2。
2。運動量の保存
完全に弾力性のある衝突では、運動量と運動エネルギーの両方が保存されています。最初に勢いに焦点を当てましょう:
衝突前の * 全体の勢いは、ボール1の勢いにすぎません。
p_initial =m1 * v0
衝突後: 全体的な勢いは、両方のボールの組み合わせの勢いです。
P_FINAL =M1 * V1 + M2 * V2
(ここで、V1とV2はそれぞれボール1とボール2の最終的な速度です)。
運動量は保存されているため、p_initial =p_final:
M1 * V0 =M1 * V1 + M2 * V2
3。運動エネルギーの保存
さて、運動エネルギーを考えてみましょう:
衝突前の *
ke_initial =1/2 * m1 *v0²
衝突後:
ke_final =1/2 * m1 *v1² + 1/2 * m2 *v2²
運動エネルギーは保存されているため、ke_initial =ke_final:
1/2 * m1 *v0²=1/2 * m1 *v1² + 1/2 * m2 *v2²
4。最終的な速度の解決
現在、2つの方程式と2つの未知数(V1とV2)があります。 これらの方程式を同時に解くと、最終的な速度が得られます。
* 方程式1(運動量): M1 * V0 =M1 * V1 + M2 * V2
* 方程式2(運動エネルギー): 1/2 * m1 *v0²=1/2 * m1 *v1² + 1/2 * m2 *v2²
解決策は次のとおりです。
* v1 =(m1 -m2) /(m1 + m2) * v0
* v2 =(2 * m1) /(m1 + m2) * v0
5。質問
プロンプトは、その後を要求します ...質問は不完全であるように見えます。続行するには、あなたが探しているものを知る必要があります:
* 2番目のボールはどうなりますか? V2の方程式を使用して最終速度を見つけ、衝突後にどれだけ揺れ動くかを計算できます。
* 最初のボールの最終速度は何ですか? V1の方程式を使用して、最終速度を見つけることができます。
残りの質問を提供してください。