弾性衝突と非弾性衝突の違い：高校生のポイント〜“戻る”衝突と“くっつく”衝突〜

まず「衝突」ってどんな現象？

2つの物体が短い時間で力を及ぼし合う現象を「衝突」といいます。
ビリヤードの玉がぶつかる、車が追突する、ボールが壁に跳ね返る——
これらはすべて“衝突”の一種です。

そして、このとき大切なのが
👉 運動量保存の法則

衝突の前後で、全体の運動量は変わらない

しかし、実際には「エネルギー」の扱いが異なります。
ここで登場するのが、
弾性衝突と非弾性衝突の違いです。

🎯弾性衝突とは？

弾性衝突とは、

衝突の前後で、運動量もエネルギーも両方保存される衝突

つまり、「勢い」も「エネルギー」もそのまま！
一瞬つぶれてもすぐ元に戻るような衝突です。

💡代表的な例

• ビリヤードの玉同士の衝突
• 硬い金属球がぶつかる
• ゴムボールが床に跳ね返るとき

🔢数式で書くと

運動量保存：

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'

エネルギー保存：

½m₁v₁² + ½m₂v₂² = ½m₁v₁'² + ½m₂v₂'²

エネルギーが熱や音にならない理想的な衝突です。

🧲非弾性衝突とは？

非弾性衝突は、

運動量は保存されるが、運動エネルギーは一部失われる衝突

ぶつかったときに「変形」や「熱」「音」といった形にエネルギーが逃げるんです。

💡代表的な例

• 車同士の衝突（へこむ）
• 粘土玉が壁にくっつく
• 野球ボールがグローブに収まる

🔢数式で書くと

運動量保存は成り立つけど、

½m₁v₁² + ½m₂v₂² ＞ ½m₁v₁'² + ½m₂v₂'²

つまり、**エネルギーが減る（別の形に変わる）**ということです。

⚖️弾性衝突と非弾性衝突の違いまとめ

項目	弾性衝突	非弾性衝突
運動量	保存される	保存される
運動エネルギー	保存される	一部失われる
代表例	ビリヤード、ゴムボール	車の衝突、粘土玉
結果	はね返る	くっつく、または変形
エネルギーの行方	すべて運動に戻る	熱・音・変形に変わる

🏠生活の中の「衝突」

実は、日常生活で起こる衝突のほとんどは非弾性衝突です。

• 交通事故の衝撃吸収（ボディが変形してエネルギーを逃がす）
• スポンジボールの衝突（力を吸収して安全）
• スポーツでの衝突（衝撃吸収材の役割）

一見“エネルギーが失われている”ように見えて、
実は「別の形（熱・音・変形）」に変わっているだけ。
ここでもやはり、エネルギー保存の法則が生きています。

🎓大学入試のポイント

「弾性衝突」と「非弾性衝突」は、
力学の頻出テーマです。特に
「運動量保存＋エネルギー保存」を組み合わせて考える問題がよく出ます。

✅ よく出るパターン

• ビリヤード型の衝突：弾性衝突
• 台車がくっつく問題：非弾性衝突
• ロケットや弾丸の反動：非弾性型

✅ 入試でのコツ

• 「反発係数 e」を使って見分けよう！
  　👉 弾性衝突：e＝1、非弾性衝突：e＜1（完全非弾性では e＝0）
• 衝突後の速さを求めるときは、運動量保存の式を立てるのが基本。
• 弾性衝突のときは、エネルギー保存も一緒に立てるとすぐに解けます。

💬みんなの声

🧑‍🎓「“エネルギーは減るけど運動量は保たれる”って、最初は不思議だったけど、今は意味が分かって面白い！」

👩‍🏫「反発係数 e＝1 と e＝0 を比べて理解するのが早道。グラフで整理するとスッキリします。」

👨‍🔧「車のボディが“ぐしゃっ”と潰れるのは、乗ってる人を守るため。非弾性衝突をうまく使ってるんですよ。」

🧘‍♀️「弾む衝突とくっつく衝突…なんだか人間関係にも通じる気がしますね（笑）」

🌍まとめ：「衝突＝エネルギーの変身劇」

弾性衝突と非弾性衝突の違いを理解すると、
ただ「ぶつかった」だけでなく、エネルギーの行方が見えてきます。

エネルギーは消えない。
ただ、形を変えて次の動きに受け継がれていく。
これが物理の面白さであり、自然の美しさです。

🧠【まとめポイント】

覚えること	内容
弾性衝突	運動量とエネルギーの両方が保存
非弾性衝突	運動量は保存、エネルギーは一部失われる
完全非弾性衝突	ぶつかってくっつく（e＝0）
入試のコツ	「反発係数」と「保存式」を使い分ける

✍️最後に

衝突の世界は、
見た目は単純でも、エネルギーと運動の深い物語が隠れています。
弾むボールも、くっつく粘土も、どちらも自然のルール通りに動いているだけ。

あなたの“努力”も衝突のように形を変えて、
いつか必ず跳ね返ってくるかもしれません。