💡 ヒント:反発係数(2 物体の衝突で質量を求める)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

2 つの物体 P・Q が衝突して、衝突前後の速度がわかっています。運動量保存則と反発係数の式を組み合わせて、未知の質量や反発係数を求める典型問題です。

P が跳ね返るなら Q は P より重いはず、というように結果から物理を予想できると間違いを減らせます。

✏️ 求めるもの

(1) Q の質量 \(m_Q\)(運動量保存則から)、(2) 反発係数 \(e\)(速度の比から)。

🔬 シミュレーションで体感

👀 観察のポイント

💡 考え方のヒント

🔧 使う道具
  1. 正の向きを決める:P の進行方向を正、と決める
  2. 速度に符号を:跳ね返り後の P がマイナス、Q が止まっていたなら 0、など
  3. (1) 質量を求める:運動量保存式に代入して \(m_Q\) を文字で解く
  4. (2) 反発係数を求める:定義式に速度を代入。マイナス符号を忘れずに
注意

反発係数の式にマイナス記号がつくのは「離れる速さ ÷ 近づく速さ」が必ず正になるようにするため。\(v_P > v_Q\)(P が後ろから追いつく)の状況では、衝突後 \(v_P' < v_Q'\) になるので、\(v_P' - v_Q'\) は負。マイナスをかけて正にするのが定義です。