本物しこう

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【野球は物理】 運動量の保存

どうも、本物しこうです。

 

久々×2の更新です。今回は運動量の保存というテーマです。このテーマは問題集でも野球を例題として扱うケースが多いですので、野球・ソフトボールの上達のために頑張って勉強しましょう。

 

運動量に関する公式を紹介します。

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運動量 p=mv

 p〔kg・m/s〕運動量

 m〔kg〕質量

 v〔m/s〕速度

 

運動量と力積の関係 mv'-mv=FΔt

 m〔kg〕質量

 mv〔kg・m/s〕変化後の運動量

 mv'〔kg・m/s〕変化前の運動量

 FΔt〔N・s〕力積

 

運動量保存則 m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'

 m1〔kg〕物体1の質量

 m2〔kg〕物体2の質量

 m1v1〔kg・m/s〕衝突前の物体1の運動量

 m2v2〔kg・m/s〕衝突前の物体2の運動量

 m1v1'〔kg・m/s〕衝突後の物体1の運動量

 m2v2'〔kg・m/s〕衝突後の物体2の運動量

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反発係数(はねかえり係数) e=-(v1'-v2')/(v1-v2)

 e 物体Aと物体Bの間の反発係数

 v1〔m/s〕衝突前の物体Aの速度

 v2〔m/s〕衝突前の物体Bの速度

 v1'〔m/s〕衝突後の物体Aの速度

 v2'〔m/s〕衝突後の物体Bの速度

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弾性衝突(e=1)では力学的エネルギーが保存され

非弾性衝突(0≦e<1)では力学的エネルギーは減少する

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上記公式のうち、運動量と力積の関係式mv'-mv=FΔtから、速い打球を打つためには(と言っても速い打球=安打とはなりませんが)力積FΔtを大きく、つまりはボールに与える力Fを大きく、ボールとバットの接触時間Δtを長くすれば良いことが分かります。

※ボールに与える力Fはバットのスイングスピードと私はイメージしています。

※ボールとバットの接触時間Δtはバッター自身でコントロールできるのかはわかりません。。。

 

あと、反発係数(はねかえり係数)eについては、バットとボールの素材の組み合わせで決まるのでバッターでコントロールできないと思います。(打球の速さや飛距離を大きくするためには優れた反発係数をもつバットを使用することぐらいかと。)

 

なお、次回は問題集から上記公式を使う練習例題をいくつか紹介します。早めに更新するようにします。目指せ目標年内100記事!