図2のように、物体Pがx=0をx軸の正の向きに速さで通過する瞬間に、質量 2mの小球が鉛直下向きに速さでP の斜面 BC に衝突した。 物体Pと小球の衝突は 弾性衝突であり, P と衝突した後の小球はPの運動を妨げないとする。 B Vo ■小球 (2m) P A to 45°C 0 図2 問4 次の文章中の空欄 (ア) ~ (ウ) にあてはまる適切な式を, v のみを 用いて表せ。 成分ux は, ux= 物体Pから見た小球の相対運動を考える。 物体Pと小球が衝突する直前の小球 (イ) であ (ア) 鉛直成分は上向きを正として の相対速度の成分は る。 したがって, 衝突直前の小球の相対速度ベクトルは,斜面 BC と直交している。 ここのことと、反発係数が1であることを考えると, 衝突直後の小球の相対速度のx (ウ) とわかる。

問4思考力・判断力 (イ) 物体Pと小球が衝突する直前のPから見た小球の相対速度のx 成分は-20( 鉛直成分は一である。よって、相対速度ベクト ルは,大きさが√2 ひで斜面BCと直交する向きである (次図左)。 物体Pと小球の衝突は反発係数が1の弾性衝突なので、Pに対し て垂直に衝突した直後の小球の相対速度は、衝突直前と同じ大きさ で反対向きになる (次図右)。 したがって, 衝突直後の小球の相対速 である。 度のx成分ux は,ux=10(ウ) 単振動の速さの最大値 振幅 A, 角振動数の単振動をしてい る物体の速さの最大値 V. は, Um=Aw 法則 力学的エネルギー保存則 保存力 (重力とばねの弾性力) 以外の力が 仕事をしないとき、物体の力学的エネル ギーは一定に保たれる。