早稲田の2013年物理の問題なのですが、問5が分かりません。答えが、x:y＝sinθ:cosθとなっ

早稲田の2013年物理の問題なのですが、問5が分かりません。答えが、x:y＝sinθ:cosθとなっていますが、台の初速度を考える必要はないのですか？

質問者からの補足コメント

• 分かったような分からないようなモヤモヤです。撃力が働いてその力がx:y=sinθ:cosθというところまで分かります。
  それが、台から見た球の相対速度で
  x:y=sinθ:cosθになると思ったのですが、、、

    補足日時：2016/12/26 16:23

• 球がバネにつながっていないならば、
  初速度がx:y=sinθ:cosθというのに
  納得できるのですが、
  バネにつながっていても初速度が変わっていないということは、バネから球は影響を受けていないということですか？
  
  回答していただけると嬉しいです。よろしくお願いします。

    補足日時：2016/12/26 16:38

No.2 ベストアンサー 回答者： syotao 回答日時： 2016/12/26 15:58

小物体が台に衝突したときの衝撃力は台を通じてばねにつながった小球にも伝わります。

ちょうど、追突された車の運転手が自分の車からショックを受けるようなもんです。
しかし斜面はなめらかなので、台の斜面が小球に伝える衝撃力の向きは
斜面に対して垂直上向きになり、小球が斜面から受ける衝撃力の力積
したがって小球の運動量ベクトルは斜面に対して垂直上向きになります。
したがって衝突後の小球の速度ベクトルも斜面に対して垂直上向きになるので
問題の比は、sinθ:cosθです。
そして衝突後の台の水平速度との関係は、
衝突後の台の水平速度＋衝突後の台に対する小球の相対速度ベクトル＝衝突後の小球の速度ベクトル
という関係と、衝突後の台に対する小球の相対速度ベクトルが斜面にそっていること、
そして衝突後の小球の速度ベクトルが斜面と垂直上向きということから
衝突後の小球の速度の大きさ＝衝突後の台の水平速度×sinθ
という関係があります。

この回答へのお礼

いろいろ補足に書いてしまいましたが、分かったと思います。自分でも意味不明なことを考えて、頭が混乱してました。回答ありがとうございました。

お礼日時：2016/12/26 16:55

No.1 回答者： kacchann 回答日時： 2016/12/22 03:12

よくはわからないけど、

おそらく
衝突直後の小球の速度方向は、
「台から受ける垂直抗力の向き」
ということじゃないかな？