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添付の図の問題です。
なめらかな水平面上に質量Mの球Qがばね定数kのばねを付けられた状態で置かれている。左から質量mの球Pが速度v0で進んできた。
この問題で、いきなり運動量保存則が使えるのはなぜですか?PとQの2体問題とするにしても、間のばねが縮むことによる弾性力は、外力にあたるのではないのでしょうか?運動量保存則が使えるということは、外力がゼロとみなしているからだと思いますが、この弾性力は内力なのですか?外力としなければいけない場合、内力とみなせる場合の考え方を教えて下さい。お願いします。

「運動量保存則について(至急おねがいします」の質問画像

質問者からの補足コメント

  • 自己解決したので、閉めます。

      補足日時:2021/11/18 16:04
教えて!goo グレード

A 回答 (2件)

素人ですみません。


図を見ると、Pはそのまま進むと、kのばねの左端にぶつかりますが、その後、どうなると思いますか。
①Pは、はねかえって左に進む
②kのばねが固定されていたが、外れて右に進む。Pはkの左端で止まる。
(運動量保存)
③kのばねが固定されていたが、外れて右に進む。Pも引き続き右に進む。
④Pはkのばねにぶつからず、Qにぶつかる。
⑤PはkのばねにもQにもぶつからない。

①と⑤が自然ですが、問題としてはどうでしょうか。②③は破壊的です。
④は現実的はありえないです。
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この回答へのお礼

Pがばねの左端に当たったあと、ばねを縮めながらそのまま右に進みます。Pがばねに当たった時に、Qも右に進みます。PとQの相対速度はPがばねに当たった瞬間はv0ですが、だんだん小さくなっていって、ばねが最も縮んだ時にゼロになります。

お礼日時:2021/11/18 15:58

問題を一読した限りでは少なくとも「運動量保存則が使える」とすぐに分かっているわけではないようですが、どこからそう思われたんでしょうか。

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この回答へのお礼

言葉足らずですみません。

(1)ばねが最も縮んだときのPの速度vを求めよ

の解答に、いきなり「運動量保存則より・・・」と書いてあるのです。自分は、ばねがあるから運動量保存則は使えない問題だと思ったのですが、解答にあっさり書いてあったので、質問しました。

お礼日時:2021/11/18 15:26

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