物理2次特編 2回目
時間:20~30分
次の文を読み, 次の問いに答えよ。
図1のように,質量 M[kg], m[kg]
V
M
m
k
(m<らM)の物体A, Bがばね定数
C
000
B
&[N/m]のばねで連結され,なめらか
で水平な床に置かれて静止している。
そこへ物体Cが速さV[m/s] で接近し, A と弾性衝突した。Cは十分に大きな質量をも
つため,衝突後も一定の速度Vをもつとみなすことができる。CとAの2度目の衝突は
起こらなかった。運動は一直線上で行われ, 紙面右向きを正の向きとする。また,ばねの
伸縮はフックの法則が成りたつ範囲にあり, ばねの質量は無視できるものとする。
(1) 衝突直後のAの速度A[m/s]と Bの速度DB[m/s]を答えよ。 なお, 衝突直後のば
ねは自然の長さなので、Bは力を受けない。
(2) 衝突後,時間 t [s] が経過する間にAの速度が 40A[m/s] だけ変化したとするとき
Bの速度の変化dug[m/s]を M, m, Avaを用いて表せ。
e=| 図1
(3) 衝突後のばねが最も縮んだときにおける。 A, Bの運動エネルギーの和K[J] とば
ねの弾性エネルギー(弾性力による位置エネルギー)U[J]を求め, M, m, Vを用い
表せ。
