高校物理の力積について
- 衝突問題において重力の力積は衝突時間が短いため無視できるが、落下中や跳ね返った後も物体に力を加え続けていることについて疑問がある。
- 衝突の一瞬のみを考慮すれば、重力の影響は無視できる。
- しかし、重力は非常に弱い力でありながらも持続的に物体に力を加え続けているため、重力を無視して良いかは疑問が残る。
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高校物理の力積について
よく固定面との斜め衝突で運動量や力積を利用して解く問題がありますよね その際に解答で、x方向については力積が働かない（重力の力積は衝突時間が短いので無視できる）と言う風に書かれてることが多いですが 確かに極々短い時間ならば、力と時間の積なので無視できるのは理解できるのですが、でも重力というのは衝突の瞬間だけではなく、落下中も跳ね返った後もずっと物体に力を加えてるものですよね？ それでも無視していいんでしょうか？ 自分なりの解釈では、本当に衝突の一瞬のことのみを考えていると思ったのですが、問題文には別にそんなことは一切書かれてありません それとも重力は極端に弱い力で、一瞬のことじゃなくても無視できるほどのものなのでしょうか？ よろしくお願いします
- nevron
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- 物理学
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質問者が選んだベストアンサー
画像の文字がつぶれて定かには見えませんが、衝突直後と書いてあるのでは？ 衝突直後というのは物体が斜面から離れたギリギリの時刻と言うことで、物体が斜面に接触をはじめてから離れるまでの時間はごく短いのでその間の重力の力積は無視する、ということです。
その他の回答 (3)
- 中村 拓男（@tknakamuri）
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>それは暗黙の了解的な話でしょうか？ 衝突は極めて短時間に、物体に非常に大きな力(加速度)が かかる現象なので、重力の影響はほぼないということです。 後、アップした画像は補足にでも出典を書いておいてくださいね。 「引用」という形にしないと著作権侵害になります。 「著作権法ガイド」 http://homepage1.nifty.com/samito/copyright2.htm#無料でできる部分引用のルール
お礼
力積の定義より短時間なら、重力の場合無視出来るほど小さいのですね。 ありがとうございました。
補足
アドバイスありがとうございます。 漆原晃氏の物理I・IIが面白いほどわかる本［力学・熱力学編］の135ページ、チェック問題２よりの引用です。
- 中村 拓男（@tknakamuri）
- ベストアンサー率35% (674/1896)
具体的な問題文がないので何故 そんな風に思い込むのか謎ですが 衝突時重力を無視してよいのは 本当。でも、衝突するまでと 衝突後の運動は、当然重カを勘定 に入れないと駄目です。 で、こんなことは問題文にわざわざ かかないと思います。
お礼
ありがとうございます。 >で、こんなことは問題文にわざわざ かかないと思います。 それは暗黙の了解的な話でしょうか？
補足
すみませんでした 問題文載せましたが、縮小されて図はなんとか見れますが問題文が見難くなってしまったので一応書きます 質量mの小球を自由落下させ、傾き30度のなめらかな斜面に衝突させたところ、水平に跳ね返った。衝突直前の速さをv0として、次の量を（）内を用いて表わせ。 という問題で斜面方向にx軸、その垂直方向にy軸をとり、x軸方向には力積がなく外力が働かないので運動量保存則が使えるという風な解説です。
- hitokotonusi
- ベストアンサー率52% (571/1086)
衝突している間は無視できるというだけで、衝突前後は当然考えないとだめですよ。 実際、衝突前後は鉛直方向の速度は変っていくでしょ。 速度は運動量に比例し、運動量の変化量が力積に等しいので、 速度が変るということは力積が0ではないという事ですよ。
お礼
ありがとうございます。 衝突前後は考えないと駄目とのことですが その問題では衝突前後でのx方向について、運動量保存則を用いていました そこが疑問です
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