質問: 二体問題における運動量保存則とエネルギー保存則 二体問題における運動量保存則とエネルギー保存則です。 図のような問題を解いていたのですが、(2)について、解答では力学的エネルギー保存則を使っており、求めるばねの縮みをs、衝突後の台車a、bの速さをvとして 1/2×m×(v0)^2=1/2×(m+m)×v^2+1/2×k×s^2 という式をたてて解いていました。 一物体に着目したときの力学的エネルギー保存則は今まで習ってきたので理解できますが、図のような場合は、なぜ2物体の力学的エネルギーの和が保存されるのかがよく分からないので教えていただけたら幸いです。 宜しくお願いします。
回答: こんにちは。力学的エネルギー保存の法則のお話をします。 なぜ保存するのかがわからないということでしたが、逆に考えましょう。 基本的に力学的エネルギーは保存します。むしろ全部保存すると考えたほうが自然じゃないですか? じゃあ保存しない場合はどんな場合でしょうか。それは、仕事をする場合です。 今回は登場するすべての物体が、(互いにする仕事を除いて)仕事をしていないので、 1つ1つの物体に注目すると、力学的エネルギーの交換が起こっているので保存しませんが、二つの間のやり取りなので、和を考えるとどこにもエネルギーは逃げないため、保存するわけです。 どうでしょう?疑問が解決したらうれしいです。