💡 ヒント:反発係数②(床との斜めの衝突)

📋 問題の状況を整理しよう

直感的理解

球を床に斜めに投げて入射角と反射角を見比べると、入射角と反発係数 \(e\) から反射角が決まる関係があります。逆に、入射角と反射角を観測すれば反発係数 \(e\) が逆算できます。

水平速度はそのまま、垂直速度が \(e\) 倍。だから \(\tan\)(角度の縦/横の比)が \(e\) 倍に変わるのがミソです。

✏️ 求めるもの

入射角と跳ね返り角の関係から反発係数 \(e\) を求める(あるいは \(e\) と入射角から跳ね返り角を求める)。例題11と双方向の関係なので、どちらから問われても対応できるようにしておきたい。

🔬 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. 速度を分解:入射の \(v_x = v\cos\alpha,\ v_y = v\sin\alpha\)、反射の \(v_x', v_y'\) を考える
  2. 水平はそのまま:\(v_x' = v_x\)
  3. 垂直は \(e\) 倍:\(v_y' = e\, v_y\)
  4. \(e\) を解く:\(e = \dfrac{v_y'}{v_y} = \dfrac{\tan\theta}{\tan\alpha}\) で逆算
注意

「入射角」を床からの角度(仰角)にしているか、鉛直線からの角度にしているか問題文の図を必ず確認する。\(\tan\) の式は床からの角度(仰角)で立てるのが標準。仰角が小さい(地面に近い)入射ほど反射でも仰角が小さくなる。