良問 力学48：斜面上のばね付き A への B の衝突

このシミュレーションについて

傾き30°のなめらかな斜面で、ばねにつながれて静止した A に、上方から B をすべらせて弾性衝突させる。衝突後の速度、A の単振動、B の上がり下がりを調べ、2回目の衝突が起こる距離 d を確かめる。

動かせる条件

A の質量 M ／ B の質量 m（m < M） ／ ばね定数 k ／ B を置く距離 d ／ 再生速度 ／ 答え合わせ

やってみよう・ポイント

• ポイント：衝突の直前直後は、運動量保存と反発係数1の2式で速度が決まる。衝突のあと A は原点を中心に単振動し、B は加速度 g/2 の等加速度運動で行って戻る。2回目の衝突になる条件を、A と B が原点に戻る時間から考える。
• やってみよう：①最初は d=0.3 m で、2回目の衝突が起こる位置を確かめる。②答えを表示してから、ボタンで d を「2回目の衝突になる値」にし、x-t グラフで A と B が原点で出会うことを見る。③M・m・k を変えて、答え合わせの値と動きが対応することを確かめる。

使い方

• スライダーで条件を変えると、結果がどう変わるか確かめられます。
• 「一時停止」「リセット」「速さ」で、動きを止めたり、ゆっくり見たりできます。
• 図の上をクリック・ドラッグできるものは、点を選んだり、物体を動かして初期条件を決められます。
• 右の欄の数値（理論値・実測値）やグラフで、予想と結果を照らし合わせてください。
• 「全画面」で、教室のスクリーンに大きく映せます。

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