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物体衝突問題

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  • この問題がわかりません。

    この問題がわかりません。 高校物理の問題なのですがどうしてもわかりません。 わかる方おしえてください。 A地点とB地点は距離Lだけ離れています。 A地点からB地点めがけて水平と角30°をなして速さV0(ブイゼロです)で物体Aを投げます。 そして同じ瞬間に、B地点からA地点をめがけ、水平と角60°をなして小物体Bを投げます。 小物体Aと小物体Bが衝突するための条件を求めてください。 おねがいします。

    • omkm
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  • 2物体の衝突

    問題文 質量mの物体Aに初速度を与えて、質量Mの物体Bに衝突させたところ、衝突後のA,Bの速度はこれこれになった。 ふと思ったのですが、床に二つの球が描かれている図が問題文の横にありますが、球と床間は滑らかで摩擦力が働かないことを前提としているのでしょうか。ただ、滑らかだという条件は問題文にありません。もし摩擦力という外力が働いたら、運動量保存則は適用できなくなり、問題が解けませんよね。 どなたか教えてください。

  • 物理(力学)の問題について教えてください!

    物体の衝突と反発係数についての次の問題の解き方が分かりません。解法を教えてください。

  • 物理学(運動エネルギー)

    この問題の解き方を教えて下さい。 質量m1の物体がv1の速度で右へ直線運動し、質量m2の 物体が速度v2で左に運動し2物体は向心衝突した。 反発係数eとするとき運動エネルギーの損失はいくらか? 答え・・・(1/2)*((m1m2)/(m1+m2))*(v1+v2)^2 * (1-e^2) 自分の解いたやりかた 衝突前m1は(1/2)m1v1^2・・・(1)m2は(1/2)m2v2^2・・・(2) e=|v2' - v1'|/|v1-v2| 衝突後m1は(1/2)*m1*(v1')^2・・・(3)m2は(1/2)*m2*(v2')^2・・・(4) 損失は((1)+(2))-((3)+(4))

    • tki-
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  • 三体同時衝突はどう解いたらいいのでしょうか?

    三体同時衝突はどう解いたらいいのでしょうか? 撃力ベースで質量・大きさが同じ正方形の弾性衝突の2Dシミュレーションをしていて、 物体 X の速度を vX、物体 X に対する撃力を fX と書くとして 物体 A と B で衝突が起こったら fA += vB-vA, fB += vA-vB という撃力が発生するように実装しました。 ここで、止まっている中央の物体 C に、左右から同じ速度 v で他の2体 L, R が衝突する 状況をシミュレーションすると、 fL = +v fC = +v-v = 0 fR = -v となり、撃力適用後の速度は、 vL = 0 vC = 0 vR = 0 となって固まってしまいます。 vL = +v vC = 0 vR = -v というのが解だと思うのですが、これを得るにはどう取り扱ったらいいのでしょうか? そもそも3体が同時に衝突することは確率的にあり得ず、2体同士の3回の衝突に分けて計算する、 というのが一般的な打開案ですが、今回は位置・速度の演算を有理数形式で管理し、 厳密なシミュレーションをするとどうなるか、ということを念頭を置いているので、 衝突時刻の誤差を期待できません。 cf. 検索すると、三体衝突問題は数学的に解けないことが証明されている、と書いてあるページがちらほらみつかりました。 関係があるかもしれません。 (注:3天体の万有引力相互作用がカオス系になる、  というのはまた別で、ここではあくまで三体の同時衝突の問題です。  根は同じかも知れませんが) よろしくお願いします。

    • ubutton
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  • 腕の振りによる衝突エネルギーについて

    細長い直方体を手に持って、歩行時の腕振りにより、振り回していたとします。 これが別の物体に衝突した際の衝突?エネルギーが、その物体をある高さから 自由落下させたときの衝突エネルギーと等しくなるときの、ある高さを求めたいと考えています。 条件としては衝突面は同一で、衝突時の跳ね返り係数的な値も同一とします (ありえないかもしれませんが) 鉄球の単振り子だと長さだけの問題になりそうなのですが、 直感的に腕振りだと単振り子とは違うような気がしていまして…。 ただ導出方法がわからず…。 何卒お願いいします。

  • エネルギーと運動量について

    この2つが違う量というのは何となく分かっているのですが 毎回毎回、問題を解く時に衝突や分裂は運動量保存則でという風にパターン化してます。 そこで疑問を持ったのですが 衝突などの運動では衝突した際に物体の変形だったりでエネルギーが失われますよね(別のエネルギーになる?) それならばその衝突の際に生じるエネルギーなどが全部与えられていて衝突後の速度vを求めるなどの問題があった場合、エネルギー保存則を使えば運動量保存則で求めた答えと同じになるのでしょうか?

  • 衝突

    同一直線状を速度v1,v2で運動している質量m1,m2の2つの物体1と2があり、衝突した。衝突後の速度をv'1,v'2としたとき、次の問いに答えよ。 (1)跳ね返り(反発)係数が1のときのv'1,v'2を求め、衝突の前後で運動エネルギーが保存されることを示せ。(完全弾性衝突) (2)跳ね返り(反発)係数が0のとき、すなわち、衝突により物体1と2が一体になったときの衝突後の速度を求め、衝突の前後の運動エネルギーを比較せよ。 という問題です。 (1)は、跳ね返り係数が1であるから、 (v'1-v'2)/(v1-v2)=1 v'1-v'2=v1-v2 v'2=v'1-v1+v2 というところまでは分かるのですが、どうやって保存するということを導けばいいのでしょうか? (2)も同じように計算していくのでしょうか? アドバイスなどよろしくお願いします!

  • 物理I  ばね、単振動の問題

    (重力加速度の大きさをgとする) 質量の無視できるばね定数kの十分に長いばねが鉛直に立てられており、その上に質量Mの物体Bが取り付けられている。重力とばねの復元力がつりあっているときの物体Bの位置をx軸の原点(x=0)とし、x軸の正の向きを鉛直上向きにとる。物体Bは鉛直方向にのみ動く。  最初、物体Bはつりあいの位置で静止していた。質量mの物体Aを、物体Bの真上のx=hの位置から初速度0で落下させた。物体Aは物体Bと完全非弾性衝突をし、物体Bと一体となって運動を続けた。 (1)Bが静止しているとき、自然長からのばねの縮みΔLを求めよ。 (2)AがBに衝突する直前の速さを求めよ。 (3)AとBが一体となった衝突直後の速さを求めよ。 一体となった物体は最下点に達した後、上昇を始め、ある位置になった時に、物体Aは物体Bから離れた。衝突してから離れるまでの運動は単振動である。今、一体となったAとBがx(0<x<ΔL)の位置にいるとする。 AとBをひとつの物体とみなして、xの位置における加速度をaとし運動方程式を立てる。 (4)加速度aをxの関数として表せ。 (5)この単振動の周期を求めよ。 (6)AがBから離れる位置のx座標を求めよ。 物理のテストに出た問題なのですが、(1)しか理解できません。 どうしても解答にたどりつけず、困っています。 長々としてしまいましたが、1つでも解説をいただけると嬉しいです。

  • 物理の問題について

    質量mの物体が摩擦のない床の上を一定速度v0で剛体壁に向かって水平に運動し、 剛体壁に衝突する際に以下の緩衝を行う場合を考える。 物体は剛体、緩衝は質量が無視できる剛体板を介して行い、衝突後の剛体板は 水平方向のみ移動するものとする。 剛体壁と剛体板の間がばね定数kのばねと減衰力がcx’のダンパーが並列に 取り付けられています。またxは物体の移動距離。 運動する物体に作用する力が常に一定値W0となるとき、剛体板に衝突した瞬間から 時間tを計測し、その時点からの物体の移動距離をxとする。 そのとき、xは x=v0t-(W0/2m)t^2 と表せられます。 次に物体が受ける力が一定となるには次式を満たす必要があることを示せ。 というのが問題です。 k-2cW0/m=0 どうしても上のような答えにはなりません。 どうしたら導けるのでしょうか。教えてください。

  • 力学の問題です

    なめらかな水平面上を質量m1の物体1がV1の速さで動いている。 その前方を質量m2の物体2が速さV2で同じ向きに動いている。 物体2にはバネ定数xの軽いバネが進行方向の反対側に付いている。 2 つの物体が衝突するとき、バネの縮み量の最大値はいつくになるか。 この問題はどのように解けますか?

  • 高校物理の2物体の衝突するという為の全条件とは?

    高校物理です。以下のような問題にて、「2物体が衝突する」という事は必ず「2物体の、初速度と速さと投げる角度と質量が全て同じ」でないといけないんですか?他にも条件が有りますか? 画像の図のように水平面上に、ある距離だけはなれて二点P、Qがある。 今、Pから仰角60°の方向に初速度v0で小物体Aを投げると同時に、Qからある初速度で仰角30°の方向に小物体Bを投げたところ、AとBはそれぞれの最高点Rで衝突した。 重力加速度の大きさをgとし、以上の運動は同一鉛直面内で行われているものとする。 空気の抵抗は無視できるものとして、次の問を答えよ。 (2)Bの初速度の大きさはAの何倍か求めよ。

    • ui3t
    • 回答数3
  • 物理の問題の解き方

    大学で物理学を受講したものの、高校で習っていなかった為か、問題が全然解けません。何方かこれらの問題の解き方を教えていただけないでしょうか。 1.東京でボール投げをしたら80[m]飛んだ。札幌において同じ条件でボールを投げたらどれだけ飛ぶか。 2.地球の半径を6400[km]、地表における重力の加速度を9.8[m/s^2]とする。地表から200[km]の高さにおける重力の加速度を求めなさい。 3.時速36[km]で走っている自動車に一様にブレーキをかけたら、車は回転せず、滑って15[m]直進して停止した。道路は平坦であるとして、ブレーキを踏むことによって自動車に作用した力、タイヤと路面との動摩擦係数を求めよ。ただし、重力加速度は9.8[m/s^2]、自動車の質量は900[kg]とする。 4.速度1[m/s]をもつ質量60[kg]の物体と、速度10[m/s]をもつ質量600[kg]の物体が正面衝突したとする。両物体の反発係数を0.1とするとき、衝突後の両物体の速度と、衝突によって失われたエネルギーを求めよ。 答えは1.79.94[m] 2.9.22[m/s^2] 3.速度…60kgの物体は±10[m/s]、600kgの物体は±8.9[m/s]、損失エネルギー…3267[J]になるそうです。

    • ltehwwc
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  • 回転運動する物体の問題で

    中心点に紙面に垂直な回転軸を持つ一様な棒があるとし、棒の回転軸まわりの慣性モーメントをIとする。はじめ棒は静止している。紙面上を速度Vで進んできた質量mの物体が、回転軸からr離れた部分に棒に対して垂直に衝突した。衝突後は棒が物体と一体となり角速度ωoで回転を始めた。棒の太さ、物体の大きさ、重力は無視し、考えない。 摩擦力の作用により棒の回転軸の軸受け部が一定モーメントNを受け、ちょうど棒が1回転して停止した。棒が停止するまでの角速度ωをtの関数としてあらわせ。衝突時刻をt=0とする。また、衝突前の物体の速度Vを求めよ。 という問題で、回転の運動方程式の式を立ててとくことで ω = - N/I * t + ωo というようにωは導くことができたのですが、物体の速度Vを導くことができません。 ちょうど一回転して停止したということを使うのかと思い、 ωが0のときのtを求めましたが、そこからどうしていいかわからなくなりました。 教えてください。

  • 運動について

    「質量1kgの物体Aが東から速さ3m/sで、質量2kgの物体Bが南から速さ2m/sで進んできて、1点で衝突して合体するとき、衝突後の速さと向きを求めよ。」という問題で向きはなんとかわかるのですが、速さがよくわかりません。自分でやると3分の7m/sになるのですが、答えは3分の5m/sです。どうしたら3分の5m/sになるのかわからないので教えてください。

  • 2つの物体が衝突したときの運動

     「2つの物体(物体Aが速度v1、質量m1。物体Bが速度v2、質量m2。v1<v2)が衝突し同じ速度Vで運動したとき、運動エネルギーは保存されないことを物理的に証明せよ」という問題が、解けずに困っています。  物体Aと物体Bの運動エネルギーを出したところで、手が止まってしまいました。摩擦力が作用するため運動エネルギーが保存されなくなるのかなとは思うのですが、どのようにすれば証明できるのでしょうか。

    • noname#207845
    • 回答数4
  • [高校物理]物体の放物運動の落下時間の問題です

    [問題]と[解答]、[わからない点]を 順に示します。 高校物理の範囲の問題で、解答の一文(*)が分かりません。 分かる方教えてください。 [問題] 水平な地面上から、質量mの物体を仰角45度の方向に初速vで打ち上げた。 t秒後に物体は頂点に達したとき、質量の等しい物体A,Bに割れ、ともに 元の物体の分裂直前における飛行方向と同じ方向に飛んでいった。 分裂直後の物体Aの地面に達する速さが0.5vであるとき、分裂後、物体Bが 地上に落ちるまでに飛ぶ水平距離はいくらか。 ただし、空気抵抗は無視するものとする。 [解答] 打ち上げた初速度のx成分は v /(ルート2)と表せる。 ここで地面に衝突直後のBの速度をv’とする。 分裂前後の水平方向の運動量が保存するため、  m* v /(ルート2)=0.5m*0.5v+0.5m*v’ である。 最高点に到達するのがt秒かかるので、分裂してから落ちて地面に衝突するまでの 時間もtである(*) ゆえにBが地面に落ちるまでに飛ぶ水平方向の距離は v’t=((ルート2)-0.5)v*t である。 [わからない点] 最高点に到達するのがt秒かかるので、分裂してから落ちて地面に衝突するまでの 時間もtである(*) の文章が理解できません。 始め質量mのものをy方向成分ありで打ち上げ、最高点までt秒かかったのに、 最高点で0.5mのものが自由落下したものもt秒で地面に到達することが 分からない状況です。 分かる方いらっしゃいましたら、解答よろしくお願いします。

    • noname#239596
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  • 回答がわかりません。物理の問題なのですが・・・。

    問題集の問題なのですが、解答をなくしてしまい、答え・解説がわかりません。。。 解説・回答をお願いしたいのです。 1. 質量m1とm2の物体が、衝突の直前にv1、v2の速度を持ち、衝突により合体した。衝突後の速度はいくらか求めよ。また、衝突により失われたエネルギーを求めよ。 2. 質量m1、m2、m3の3つの滑らかな球A、B、Cが一直線上にある。球Aにvの速度を与えて球Bに衝突させ、更に球Bが球Cに衝突した。全てが衝突したあとの、それぞれの球の速度を求めよ。但し、AB間、BC間のはねかえり係数をe1、e2とする。 よろしくおねがいします。

  • 高校物理にて、まとめなんですが、2物体の衝突です。

    以下のような問題にて、「2物体が衝突する」という事は常に「2物体のy軸方向の初速度と"質量"が同じ。」でないといけないという事でいいですか? 画像の図のように水平面上に、ある距離だけはなれて二点P、Qがある。 今、Pから仰角60°の方向に初速度v0で小物体Aを投げると同時に、Qからある初速度で仰角30°の方向に小物体Bを投げたところ、AとBはそれぞれの最高点Rで衝突した。 重力加速度の大きさをgとし、以上の運動は同一鉛直面内で行われているものとする。 空気の抵抗は無視できるものとして、次の問を答えよ。 (2)Bの初速度の大きさはAの何倍か求めよ。

    • ui3t
    • 回答数3
  • 力学の問題について

    力学の問題について 直線上を正の向きに3.0(m/s)で運動する質量2.0(kg)の物体Aと、同じ直線上を負の向きに4.0(m/s)で運動する質量1.0(kg)の物体Bが衝突する。物体AB間の反発係数が0.80である時、衝突後の各々の速度VA‘とVB‘を求めよ 水平な床に固定した20.0(kg)の物体Aの上に5.00(kg)の物体Bを乗せ、水平方向右向きにF(N)、左向きにf₀(N)の力を働かせる。AB間の接触面も水平で、静止摩擦係数は0.400、動摩擦係数は0.100である。接触面で及ぼし合う摩擦力について以下の問題にこたえよ ・1 F=15.0(N)、f₀=5.00(N)のとき、BはAに対して静止していた。このとき、Aに働く摩擦力の向きと大きさを求めよ ・2 f₀のままFを大きくしていく何(N)のなるとBは運動し始めるか? ・3 Fは2で求めた値でf₀のときAに働く摩擦力の向きと大きさを求めよ。 この二問を教えてください