ばねを介した衝突
質量の質点Aが速度で進行し,静止している等質量の質点Bに正面衝突する。Bにはばね定数の軽いばねがついていて,ばねの弾性力を介して2質点は力を及ぼしあってやがて離れていく。衝突時間(ばねを介して力を及ぼしあう時間)を求む。

(1) 重心系

重心系から見ると,AとBは互いに速さで重心に近づき,衝突時は重心に固定された長さ半分のばねで単振動の半周期を経て,互いに速さで重心から離れていく。
長さ半分のばねのばね定数はだから,衝突時間は



となる。

(2) 小球とともに動く座標系

Aとともに動く座標系は,衝突時ばねの縮みがのとき静止系に対して加速度をもつ加速系である。したがって,このときBが受ける慣性力はであるから,Bは合力を復元力とする単振動をすることになる。したがって,衝突時間は,



となる。

(3) 静止系

衝突時ばねの縮みがのときのA,Bの運動方程式は,




辺々引いて,

ばねの自然長をとすると,だから,

となる。これは単振動の運動方程式だから,衝突時間は半周期にあたり



となる。

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