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物理の質問です
力学的エネルギー保存則は、反発係数1以外のものとの衝突では成り立たちませんが、軽いバネに衝突する時はなぜ成り立つんですか?軽いバネなら運動エネルギーが100%弾性エネルギーに変換されると理想化しているからですか?

A 回答 (4件)

反発係数は基本的に短い時間で起きる衝突に関わる数値ですよね


これを、拡大してバネで跳ね返るような比較的長い時間の変化で見てみると
バネの変形などにエネルギーが使われないという理想状態なら
跳ね返り前後で(バネから離れた状態で)
跳ね返りを行う物体の速さは変わらんので(向きは真逆になるが)
これもある意味反発係数1ですよね
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この回答へのお礼

皆さんありがとうございました!

お礼日時:2022/04/10 13:55

そういう事です。

現実にはあり得ません。
あくまでも問題集の為のものです。

バネ内部の構造変化や温度変化のエネルギーがつかわれるので、エネルギー保存則は成立ちます。

軽いバネなら、内部の構造変化や温度変化は小さいから理想化して問題を簡単にしよう、と言う事です。
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既に回答が出ていますが、要は「成り立つ」ではなくて「成り立つと考える」「成り立つと言う事にしておく」と言う事です。

実際にはもちろん成り立ちません。
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エネルギー変換の理想化については


貴方が考えた通りです
物体の運動エネルギーが
バネに徐々に伝わり
バネが縮みきったところで
完全にバネにエネルギーが移行し
バネが伸び出すと
徐々に弾性エネルギーが物体に移行してきて
物体がバネから離れる時には
全ての弾性エネルギーが物体に戻る
と言う事
もし、バネの変形時に熱が発生するならエネルギーが熱として逃げるので力学的エネルギーは保存されない事になります
理想的バネでは、そのようなエネルギー損失がないと言う事です
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