NEKO
反発係数$0$の衝突って物体同士がくっつくと聞いたんだけど，本当にそうなのかな？？
PHYさん
そうですね．それでは，次の問題を例に解説していきましょう．
下の問題は少し文章は変更していますが，2021年の筑波大の問題の一部です．
問題
図のように，直角三角形ABCを断面にもつ台が水平な床に固定されている．線分ABの中点を原点O，水平方向を$x$軸とし右向きを正とする．大きさの無視できる質量$m$の小球が図のように$x$軸の正方向に速さ$v_{0}$で原点Oに衝突した場合を考える．斜面は滑らかであり，小球と斜面の間の反発係数を$0$とする．このとき，衝突直後の小球の速度の向きを太矢印で示した図として正しいものを以下の(ア)～(カ)から一つ選べ．
<解答>
PHYさん
そもそもなぜ，衝突によって「小球の速度が変化する」かですが．
これは，斜面が小球に力積を及ぼすからです．
力積とは$(力)\times (力を加えた時間)$のことです．
力を加えると，その方向の運動量が変化します．今回は質量が変化しないので，速度が変化するといってもいいでしょう．
問題文に「斜面は滑らか」と書かれているので，摩擦力ははたらかないです．したがって，斜面に平行な力は受けないので，斜面に平行な成分の運動量は変化せず，結果，斜面に平行な成分の速度は変化しません．
PHYさん
一方，斜面に垂直な成分ですが，こちらは反発係数が$0$なので，衝突後の速度が$0$になります．
反発係数は「衝突面に垂直な速度成分」についての式です．
NEKO
なるほど，だから答えは(ア)になるわけだね．
こういう問題もあるのか．
平面との斜衝突には注意しておかないとね．
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