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衝突問題と保存則の応用

1. 衝突の瞬間——中身を問わない強力な方法

2つの物体が激しくぶつかる——その瞬間は非常に短く、内部で複雑なことが起きている。変形、熱、音……。

しかし保存則を使えば、ぶつかる前と後の状態だけを比較することで答えが出る。

中身(衝突の詳細)を問わず、外側(最初と最後)だけを見る——これが保存則の強力さだ。

力積 J = F·Δt:「短く強く」も「長く弱く」も同じ

F-t グラフの面積が力積で、運動量変化 Δp = J に等しい。オレンジ(主)とグレー(同じ面積・半分の力)を比べよう。

½F, 2ΔtJ = 5.0 N·s00.511.522.53t (s)F (N)10
力積 J = F·Δt
5.00 N·s
速度変化 Δv = J/m
+2.50 m/s
衝突後の速度
2.50 m/s

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21:10

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