物理学の問題について質問です。

質問

以下の問題についてわかる方教えてください。

図のように、水平な床面との高低差がhの地点Aから鉛直な面に向かって、水平との角度が45度となる向きに質量mの小球を速さv0で投げ上げたところ、小球は壁面に垂直に衝突して跳ね返り、その後、床面に落下した。
小球が床面に到達したときの速さvを求めなさい。
ただし、小球と壁面のはね返り係数をe、重力加速度をgとする。

よろしくお願いします。

回答No.1

yokkun831

ヒントのみ。

２つの方法があります。

(1) 速度を水平鉛直２成分に分けて考える。水平成分の大きさは衝突によってはねかえり係数の割合で小さくなっている。鉛直成分は壁からゼロで落下するので，衝突点の高さがわかればよい。

(2) 速度の水平成分の絶対値が，衝突時にはねかえり係数の割合で小さくなることを用いて，衝突による力学的エネルギーの減少分がわかる。この減少分を考慮してエネルギー保存によって着地時の速さが計算できる。

(1)がより基本的だが遠回り。(2)はよりテクニカルでショートカットできます。