ばねとおもりの運動

このQ&Aのポイント
  • ばねとおもりの運動に関する問題について、質量と速度、縮みの関係を求める方法を教えてください。
  • 質量mのおもりAと質量MのおもりBがばねでつながれ、水平面上に置かれている状況で、おもりAに右向きの初速度vを与えたとき、ばねの最も縮んだときのおもりの速度vaとvb、ばねの縮みdを求める方法を教えてください。
  • mv = mva + mvb、0.5mv^2 = 0.5mva^2 + 0.5Mvb^2 + 0.5kd^2という式がある状況で、未知数の数に対して式の数が少なくなってしまう問題について、解決方法を教えてください。
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ばねとおもりの運動

質量m[kg]のおもりAと質量M[kg]のおもりBが自然長L[m]、ばね定数k[N/m]でつながれ、摩擦のない水平面上に置かれている状況での問題です。 A○www●B←このような感じです。 おもりAに右向きに初速度v[m/s]を与えたとき、最初にばねが最も縮んだときのおもりの速度をva[m/s]、vb[m/s]、ばねの縮みd[m]としたとき、『vaとvbの間に成り立つ関係と、va、vb、dの値』を求めたいのですが、未知数の数に対し、式の数が少なくなってしまいます。 いまのところmv=m(va)+m(vb)と、0.5m(v^2)=0.5m(va^2)+0.5M(vb^2)+0.5k(d^2)という式があるのですが、ここで手詰まりになってしまいました。 可能であれば解を教えてもらえればうれしいのですが、どう間違ってるか、どんな式があるのかだけでもいいので教えてください。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
  • nktnystk
  • ベストアンサー率80% (24/30)
回答No.2

takanotinnさん こんにちは。 ばねが最も縮んだとき、 va=vb となることは、相対速度(Aから見たBの速度)がこのとき0になることから明らかです。

takanotinn
質問者

お礼

最も縮んだときにばねにより与えられる速度が0になるということが頭から抜けていました。 たしかにそうでした。 ありがとうございます。

その他の回答 (1)

  • nktnystk
  • ベストアンサー率80% (24/30)
回答No.1

takanotinnさん こんにちは。 ご質問の件ですが、ばねが最も縮んだ瞬間のAとBの速度の関係(相対速度で考えてもいい)を考えてみればあとは簡単だと思いますよ。

takanotinn
質問者

補足

回答ありがとうございます。 ですが、求めるのはその回答してもらった部分なので、もしよろしければ、もう少し詳しくお願いします。

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