충돌 2


이 실험은,

무거운 골프공과 가벼운 탁구공을 가지고 실험할 수 있습니다.
골프공을 아래로 하고 그 위에 탁구공을 얹어서 위에서 손으로 감싸고 잡은 후 동시에 놓으면, 골프공이 바닥에 충돌해서 올라오는 순간 위에서 내려오는 탁구공과 정면 충돌을 합니다.
충돌 직전 탁구공의 속도를 v, 골프공의 속도를 u라고 하면, 충돌후 탁구공은 최대 2u+v의 빠른 속도를 얻어 꽤 높이 올라갈 수 있습니다.

질량이 서로 다른 두 공의 충돌

1. 무거운 공을 향해 가벼운 공을 던지면 어떻게 될까요?


마치 커다란 지구 표면에 농구공을 튕기는 것 처럼, 가벼운 공은 튀어 나옵니다.
이것은 이해하기 쉽습니다.

2. 가벼운 공을 향해 무거운 공이 돌진하는 경우


이 경우는 좀 생각을 해 보아야 합니다.
실제로는 무거운 공이 움직이고 있지만, 무거운 공이 정지하고 있다고 입장을 바꾸어 보아야 합니다(각각의 공에 v의 속력을 빼줍니다).
그러면, 앞서와 마찬가지로 가벼운 공이 무거운 공 표면에 충돌한 다음 되튀어 오르는 것과 같습니다.
그 다음 두 공에서 뺄셈을 했던 속력 v를 각각 더해주면, 가벼운 공은 2v의 속력을 가지고 튀어나갑니다.

3. 두 공이 속력 v로 서로를 향해 충돌하는 경우


앞서 두 경우를 더하면 됩니다. 충돌 결과, 가벼운 공은 속력 3v로 튀어 나갑니다.

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