[知識]
203. ばねと衝突 図のように 小球A, B, Cが
A
B
C
Vo
一直線上に並んでいる。 A, Cの質量をm, Bの
質量をMとする。 AとBは, ばね定数んの軽いば
000000000000
ねでつながれている。 はじめ, ばねは自然長であり,A,Bは静止している。 また, A
は壁に接している。 小球の運動は一直線上でおこり,床はなめらかであるものとする。
(1) Cが左向きに一定の速さで運動し,Bと弾性衝突をした後, 運動方向を右向き
に変えた。この衝突直後のBの速さVを,m, M, v を用いて表せ。
(2)(1)の衝突の直後から,Bの運動に伴い, ばねはいったん縮んだ後、再び伸びて自
然長にもどる。この間に壁がAに与える力積の大きさを,Vを用いて表せ。
(3) ばねが自然長にもどった後, Aは壁をはなれ, ばねは伸縮を繰り返しながら、全体
として右向きに運動する。この運動でばねが最も縮んだときの自然長からの縮み、お
よびそのときのA,Bの速さを,Vを用いてそれぞれ表せ。
(13. 神戸大 改)
例14