2010年6月15日火曜日

運動量保存の法則

物体の質量とあおの速度の積を運動量という。

ひとつの物体に外力が作用しないと、
その物体の運動量は保存される。

関係するふたつ以上の物体同士が及ぼし合う力だけが
運動に関係している系においても、
その系のすべての運動量の和は保存される。

「物理」での運動量

運動量という言葉は、日常生活では
「このごろ運動量が足りないんじゃないか」
なんて使われるくらいだろう。

物理では、きちんと
質量×速度
と定義される。

キャッチボールをするとき、
スピードのあるボールを受けると手が痛いが、
ゆるいボールなら痛くない。

同じスピードでも、野球のボールより
軽いピンボールの方が痛くない。

つまり、運動の激しさとというか、
勢いというか、運動量は速度と質量の
両方に関係している。

運動量は、外から力が加わらない限り、保存される。

運動量の保存は、衝突現象を扱う際に、
特に有用である。

ビリタードで静止している球BにAが衝突すると、
真うしろからだと(直衝突)、Aは止まり、
Bが同じ速さで前進する。

もし芯をはずれて衝突すると(斜衝突)、
A、Bは直角に分かれて動き出し、
質量は変わらないので、運動量、うまり速度は、
力の平行四辺形の法則の作図法で求められる。

速度も力も大きさだけでなく
方向を持つ量=ベクトル(向きのある量)だからである。

ただし、ビリヤードでは動いている球にぶつかる場合もあり、
この通りにならない場合もある。
それが面白い。

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