質問: 図のように物体が壁に衝突した。物体の質量を2kg、物体と壁との接触時間を1/2(s)として、物体が壁から受けた垂直抗力Nと摩擦力の平均の大きさF(N)及び跳ね返り係数eを求めよ。 cosθ=4/5とする
回答: m=2kg cosθ=4/5 sinθ=3/5 衝突前の速度の壁に平行な成分:u=10cosθ=8m/s 衝突前の速度の壁に直角な成分:v=10sinθ=6m/s 衝突後の速度の壁に平行な成分:U=5cosθ=4m/s 衝突後の速度の壁に直角な成分:V=5sinθ=3m/s 壁に平行な方向の運動量の変化 ΔP=mV-mv=2×8-2×4=8 kgm/s=8 Ns 接触時間:T=0.5秒だから 平均摩擦力:ΔP/T=8/0.5=16 N---答え 反発係数:e=V/v=3/6=0.5---答え 壁に平行な方向の運動量の変化 ΔQ=mU+mu=2×6+2×3=18 kgm/s=18 Ns 接触時間:T=0.5秒だから 平均垂直抗力:ΔQ/T=18/0.5=36 N---答え