【質問】物理:ボールを落としてはね返るとき

〔質問〕
高さ1.6mの所から床にボールを落とすと、ボールは高さ0.9mの所まではねあがったとき、
・衝突後の速さ
・ボールと床との間の反発係数
・次に落ちてきて、床にあたってはねあがる高さ
の考え方を教えてください!
〔回答〕
今回の質問の場合、
「初めに落下する高さh」と「はね上がった高さh’」の両方が分かるので、すぐに、ボールと床との間の反発係数eを求めることができます。
 
鉛直下向きを正とし、地面に衝突する直前の速度をv、衝突した直後の速度をv’とすると、
「反発係数e=√(h’/h)=-(v’/v)」で求めることができます。
 
反発係数eは、ふつう「0≦e<1」であり、
衝突後は衝突前の「e倍の速さではね返って」、「e2倍の高さまで上がる」ことを意味します。
 
この公式より、
・「初めに落下する高さh」と「はね上がった高さh’」より、反発係数eを求める
・反発係数eを使って、次にはね返る高さを求めることができる
・反発係数eと衝突前の速度vを使って、衝突直後の速度v’はeの値を使って求める
(vは、自由落下の公式 v2=2gy より、求まります)

 

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