仕事・エネルギーと運動量（知識）の問題

なめらかな水平面上で、2 つの小球が一直線上を運動して衝突する場合を考える。2 つの小球には、衝突の間も水平方向の外力ははたらかないものとする。この衝突について述べた文として誤っているものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　反発係数（はねかえり係数）は、衝突前に 2 球が近づく速さに対する、衝突後に 2 球が遠ざかる速さの比で表される。
• イ　反発係数が 0 より大きく 1 より小さい衝突では、衝突の前後で 2 球の運動量の和が減少する。
• ウ　反発係数が 1 の衝突では、衝突の前後で 2 球の運動エネルギーの和は変化しない。
• エ　反発係数が 0 の衝突では、衝突後に 2 球は一体となって同じ速度で運動する。
• オ　反発係数がとりうる値の範囲は、0 以上 1 以下である。

水平でなめらかな（摩擦の無視できる）氷の上に、質量の異なる 2 人のスケーター A, B が向かい合って静止している。2 人は両手で互いに水平に押し合い、その後、互いに逆向きに一直線上をすべって離れていった。空気抵抗は無視し、A と B の 2 人をまとめて 1 つの物体系として考える。

このことについて述べた文として正しいものを、次のア〜オのうちから 1 つ選べ。

• ア　A が B を押す力と、B が A を押す力は、この物体系にとって外力である。
• イ　押し合っている間に A が B から受けた力積と、B が A から受けた力積は、大きさが等しく向きが逆なので、その和は 0 である。
• ウ　押し合ったあとの A と B の運動量の和は、2 人が押し合う力が大きいほど大きくなり、0 にはならない。
• エ　押し合ったあとの A と B の速さは、2 人の質量に関係なく、つねに等しくなる。
• オ　A と B にはたらく重力と、氷の面から受ける垂直抗力は、この物体系にとって内力である。

なめらかな水平面上を一直線上で運動する 2 つの物体が正面衝突した。衝突後、2 つの物体は一体となって同じ速度で運動した。このとき、衝突前後での 2 物体の相対速度の大きさの比である反発係数（はねかえり係数）の値は $0$ であり、衝突によって 2 物体の運動エネルギーの和は減少した。

このように、反発係数が $0$ となる衝突を何というか。漢字で答えよ。

小球をある高さから静かにはなし、水平に固定された床に鉛直に衝突させたところ、小球は鉛直上向きにはね返り、はなした高さよりも低い高さまで上がった。この衝突について述べた文として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、空気抵抗は無視する。

• ア　小球と床の間の反発係数は $1$ であり、衝突の前後で小球の力学的エネルギーは保存される。
• イ　小球と床の間の反発係数は $0$ であり、衝突によって小球の運動エネルギーはすべて失われる。
• ウ　小球と床の間の反発係数は $1$ より大きく、衝突によって小球の力学的エネルギーは増加する。
• エ　小球と床の間の反発係数は $0$ より大きく $1$ より小さく、衝突によって小球の力学的エネルギーの一部が失われる。

物体の運動と力学的エネルギーについて述べた文として正しいものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。ただし、空気抵抗は無視し、物体は質点とみなせるものとする。

• ア　粗い斜面上を物体が滑り下りるとき、物体には動摩擦力がはたらいて仕事をするが、物体の力学的エネルギーは保存される。
• イ　人が手で物体を一定の速さで真上に持ち上げるとき、物体の運動エネルギーは変化しないので、物体の力学的エネルギーは保存される。
• ウ　軽くて伸びない糸につるしたおもりが鉛直面内で振り子運動をするとき、糸の張力はおもりの運動の向きに常に垂直で仕事をしないので、おもりの力学的エネルギーは保存される。
• エ　なめらかな水平面上で、一端を固定した軽いばねにつけた物体が振動するとき、ばねの弾性力は非保存力なので、物体の力学的エネルギーは保存されない。