💡 ヒント：力積（直線・斜め跳ね返り）

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

ボールが壁やバットに当たって跳ね返る場面です。力積 = 運動量の変化なので、跳ね返り前後の運動量ベクトルが分かれば、その差として力積が求まります。

(1) は同じ速さで真逆に跳ね返る直線型、(2) は方向が直交方向に変わる斜め跳ね返り型です。「変化」を考えるには必ずベクトルとして引き算することがポイント。

✏️ 求めるもの

跳ね返り前後の運動量変化、すなわち力積 \(\vec{F}\Delta t = m\vec{v}' - m\vec{v}\) の大きさと向き。スカラーではなくベクトルとして扱うこと。

🔬 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：(1) では「東向きを正」など 1 軸で正負を決める。(2) では \(x, y\) 軸を決める
  2. 各運動量を成分で書く：\(m\vec{v}\) と \(m\vec{v}'\) の成分を出す
  3. 力積 = 引き算：各成分ごとに \(m\vec{v}' - m\vec{v}\) を計算
  4. 大きさと向き：2 次元なら三平方の定理で大きさ、tan で向き
注意

「力積の大きさ = 運動量の大きさの差」ではない。例えば速さが同じで真逆に跳ね返るとき、運動量の大きさの差は 0 だが、力積の大きさは 2mv。常にベクトルとして引き算すること。