ばねつき台車に乗る小物体

【問題】
質量 m の小物体が速さ v_0で水平な台の上をすべり,なめらかにつながる水平面をもつ質量 Mの台車に乗り移る。台車にはばね定数 kの軽いばねが固定されており,小物体が衝突すると連結されるようになっている(ばねについた連結体の質量は無視できる)。運動の全過程において摩擦や衝突による力学的エネルギーの散逸は無視できるものとする。シミュレーションでの設定は,m=0.30kg,M=0.60kg,v_0=0.60m/s,k=0.60N/mである。



I. 台車が床に固定されている場合

(1) 小物体がばねに連結してから,ばねが縮む長さの最大値を求めよ。
(2) 小物体がばねに連結してから後の振動の周期を求めよ。


II. 台車が自由に動ける場合

(3) 小物体がばねに連結してから,ばねが最も縮んだときの小物体と台車の速さを求めよ。
(4) (3)のとき,ばねが縮んだ長さを求めよ。
(5) 小物体がばねに連結してから後の振動の周期を求めよ。


Algodoo シーン


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最終更新:2009年11月15日 20:18