質量と速度について

質問

早速ですが…　サルでも理解できるくらい易しく教えて下さい。

ゴルフの話しです。

例えばヘッドスピード50m／sでボールを打つとき
クラブの重量が350gと250gではボールに伝わるエネルギーに差はありますか？　つまり飛距離に差は出るでしょうか？

重量と速度以外の条件は同じと仮定してください。

回答No.3

spring135 · ベストアンサー

これは質点力学の古典的な問題で、物体を質点で表した場合の衝突問題と言われるものです。クラブの質量をM、ボールの質量をm、衝突前（クラブで打つ直前）のクラブの速度をVo，衝突直後のクラブの速度をV、ボールの速度をvで表すと衝突前後で運動量の保存側とエネルギーの保存側が成り立ちます。衝突直前のボールの速度は0、つまり静止しているとします。
　運動量の保存側は　　 MVo=MV+mv　　　　　　　　　　　（1）
エネルギーの保存側は MVo^2/2=MV^2/2+mv^2/2　　　　　　(2)
これらからＶ，ｖを求めると
　v=2MVo/(M+m)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3）　
V=(M-m)Vo/(M+m) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (4)
いま問題にしているのはボールの速さvです。
質問に数値として答えるにはボールの質量mが必要ですが、
(3)式を使ってご自分で計算してみてください。
面白いのはM=mのときで、この場合V=0、v=Voとなり、クラブは静止してボールはクラブの速さで飛び出します。2つの鉄の球をつるしてコチコチ当てる装置がありますが、それに相当します。
　また、同じ原子番号の原子と原子の衝突の場合にもこのような現象が現れます。

回答No.4

noname#175206

クラブの重量が重いほど、ボールには大きなエネルギーが伝わり、飛距離に差が出ます。重いほどいいのです。重いほど相手を吹っ飛ばせるのです。だから相撲取りは一生懸命体重を増やそうとします。

回答No.2

noname#252183

>例えばヘッドスピード50m／sでボールを打つとき
>クラブの重量が350gと250gではボールに伝わるエネルギーに差はありますか？

重量が1ｇ未満のハエやトンボが 50m／sでボールにぶつかる場合と比べれば、サルでも判るかと。

お礼

おっしゃる通りよく分かりました。ありがとうございます

回答No.1

KonnaMonde

他の条件が同じなら、重量が重いほど飛距離は伸びます。

軽い金槌と、重い金槌では、重い金槌のほうが早く釘を打ち込めるのは、直感的に理解できますね。　同じ理屈です。

お礼

ありがとうございます。よく理解できました。