円運動にならない理由。先日は問題が送れてなかったようで失礼致しました。 早速なんですが、(2)以降で

円運動にならない理由。先日は問題が送れてなかったようで失礼致しました。

早速なんですが、(2)以降でこれは円運動じゃないんですか？解答では衝突なので反発係数と運動量で出してます。じゃあなぜ円運動にはならないのでしょうか？

No.6 回答者： tknakamuri 回答日時： 2025/04/15 13:01

ずっと円運動です。

小球に対する円管の壁面の垂直抗力は小球の進行方向の「速さ」に
影響を与えず、また衝突という短時間では小球の運動は直線運動と
みなせるので、衝突時は直線運動で衝突したとして
速度の変化を計算して問題ありません。

No.5 回答者： masterkoto 回答日時： 2025/04/15 12:33

パイプの中を運動するので、(2)以降も円運動になります

ただ、衝突の直前から直後まで、の経過時間はとてもとても短いため、衝突直前から衝突直後までに物体が円周上の軌道を移動する距離もとてもとても短いものとなります
移動距離がとてもとても短いと言う事は、移動した円軌道の極一部分は、ほぼ直線とみなせると言う事です(地球は丸いが小さな人間が地表に立ち、地表面の極一部しか見れていない時、見えている極一部の地表面は曲面ではなくて平面だと感じられるのと同じ理屈)
なので、衝突する地点付近の円軌道を直線(衝突地点における円の接線)と見なして、反発係数と運動量保存の法則から、式を立てる事が出来るわけです
(円運動の運動方程式を立てても良いですが、立てた後解答を先へ進める事ができません…)

No.4 回答者： syotao 回答日時： 2025/04/15 12:16

問題は衝突直前直後のあいだの状況を考えているわけです。

この短い時間にA、Bに働く力は
おたがいがおよぼしあう衝撃力とそれぞれに働く向心力
だけれども、向心力は衝撃力にくらべてはるかに小さいので
衝突前後の間に関しては無視してもよいのです。
つまり衝突前後の運動量変化に関してはお互いの衝撃力以外の
力は考慮しない、ということは直線上を運動する2つの物体の
衝突とまったく同じと考えます。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2025/04/15 09:46

摩擦がないのだから、「接線方向の等速直線運動」と何ら変わりません。

質問者さんは、ひょっとして
・角速度 ω の円運動
は、「接線方向の運動」としては、円の半径を r として
・周速度 v = rω
と等価であることを理解できていないのでは？

「円運動として扱う」ことで、具体的に何が変わるのですか？
そういう「思考実験」をしてみてください。

No.2 回答者： himagene 回答日時： 2025/04/15 09:40

円運動にならないとはどこにも書いてありませんが。

何か問題でも？

No.1 回答者： finalbento 回答日時： 2025/04/15 05:58

円形のパイプの中を運動するわけですから円運動以外になりようがないでしょう。

そもそも問題文に「等速円運動をし」と書いてあるわけですから。

「円運動にならない」ではなくて「円運動だと考える意味がない」と言う事だと思います。早い話、パイプが真っ直ぐだったとしても「ぶつかって反発する」と言う条件さえ与えれば全く同じ内容になりそうですし。