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並進運動から回転運動になるときの運動エネルギー
foomufoomuの回答
- foomufoomu
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>ばねが縮みきったところまでしか現象をみないとすると（反発はない）、 反発はないという条件にしたいなら、バネでなく、摩擦体や粘性体（粘りの強い油など）とすればよいです。この場合はエネルギーは熱になって吸収されます。 ＞ii）のケースも同様で、ばねが縮みきったところでは、回転運動のみになりますよね？ なりません。なぜ、ぶつかったら必ず止まると考えるのでしょうか？ たとえば、自動車事故で、正面から壁にぶつかれば止まりますが、片側のふちを電柱に引っ掛けただけなら、はげしくスピンして、そのまま前に進むのは想像できるはずです。（自動車レースのアニメで、よく出てくる場面ですね） かりに、棒の質量が棒の両端のみに集中している（鉄アレイのような）と考えてみれば、一端の質点はぶつかって止まりますが、他端の質点はそのままの速度で運動を続けます。 もし、この条件で、反発力100%のバネにぶつかったとすると、ぶつかった側の質点は最初と反対方向に同じ速度で跳ね返るので、ぶつからなかった側の質点と釣りあって、棒全体の速度は０になります。棒の並進運動が止まるのは、この条件の場合だけです。 逆に全質量が棒の中心に集中しているとすると、ぶつかったとき棒は回転するものの、慣性モーメントはゼロなので、回転のエネルギーはなく、棒は最初の速度、方向のまま並進運動を続けます。 普通、棒といった場合は質量が全体に分布しているので、この2つのケースのあいだの状態になる。ということです。 エネルギーと運動量を連立して解けば、回転と、並進の速度を計算できると思いますが、かなりめんどうな計算になりそうなのでパスします。
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