質問: 運動量保存則はベクトルを考慮する。(2)の問題において、質量... ■どこまで理解しているか 運動量保存則はベクトルを考慮する。 ■どこが具体的にわからないか (2)の問題において、質量mの物体の進行方向のベクトルは右斜め下を向いているのに、質量mの物体と同じように、水平右向きのベクトルとして良い理由が分かりません。
回答: とても良い疑問だと思います。 複雑なので、ざっくり説明すると、 斜面s0を下る間は重力の斜面に沿った成分の力がかかるので、これが斜面と平行方向の運動量を増加させます。 斜面を下りきったあとは、床を水平方向に進み、このとき進行方向(水平方向)に力がかからない(重力は床からの垂直抗力と釣り合う)ので、bとぶつかるまでは運動量は変化しません。 ここで斜面の最下点で運動の方向が変わっていることに着目します。 実はここでは運動の方向のみを変えて運動量の大きさは変わらない力積が働いています。 ただこの問題を解くときは上のように考えると複雑なので、 速さをエネルギー保存から、方向を床と平行と考えることで、運動量を求めています。(ベクトルは大きさと方向がわかれば決まる)