💡 ヒント:弾性衝突と完全非弾性衝突

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

等質量で 弾性衝突(\(e=1\))すると、ビリヤードのように速度が交換されます。手玉が止まり、的玉が同じ速さで飛んでいく。

等質量で 完全非弾性衝突(\(e=0\))すると、くっついて速さは半分になり、運動エネルギーも半分失われます(残った運動エネルギーは衝突前の半分)。

✏️ 求めるもの

(ア) 弾性衝突後の各速度、(イ) 完全非弾性衝突後の共通速度 \(V\)運動エネルギー損失 \(\Delta K\)

🔬 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. (ア) 弾性衝突:運動量保存と \(e=1\) の式から連立 → 等質量なら速度交換
  2. (イ) 完全非弾性:運動量保存 \(m v_0 = 2m\,V\) → \(V = v_0/2\)
  3. エネルギー損失:\(\Delta K = \tfrac{1}{2} m v_0^2 - \tfrac{1}{2}(2m)V^2\) を計算
注意

「速度交換」の魔法は等質量の弾性衝突に限られる特殊現象。質量が違ったり \(e < 1\) のときは、必ず一般式で解くこと。完全非弾性ではエネルギーが必ず失われる(保存しない)こともセットで覚える。