運動量
線形運動量、並進運動量、または単に運動量は、身体の質量とその速度の積である。
p = m v {displaystyle \mathbbf {p} =m\mathbf {v} } }。
ここで、pは運動量、mは質量、vは速度である。
運動量とは、身体が動いているときの「力」、つまり、他の身体にどれだけの力を与えることができるかを意味すると考えることができます。例えば
- ボウリングのボール(大きな質量)は、非常にゆっくりと(低速)移動して、速く(高速)投げられる野球(小さな質量)と同じ運動量を持つことができます。
- 弾丸は、並外れた速度のために非常に高い運動量を持つ別の例です。
- 非常に低い運動量がより大きな運動量を引き起こすもう一つの例は、インド亜大陸がアジアの残りの部分に向かって押し寄せ、ヒマラヤ山脈の地域での地震のような深刻な被害を引き起こしています。この例では、亜大陸は、年に数インチのようにゆっくりと動いていますが、インド亜大陸の質量は、非常に高くなっています。
運動量は方向と大きさを持つベクトル量である。単位はkg m/s(キログラム・メートル・パー・セカンド)またはN s(ニュートン・セカンド)です。
運動量は保存量であり、システムの初期運動量の合計がシステムの最終運動量の合計と等しくなければならないことを意味します。運動量の合計は変化しません。
式
ニュートン物理学では、通常の運動量の記号は p であるから、これは次のように書くことができる。
p = m v {displaystyle \mathbbf {p} =m\mathbf {v} } }。
ここで、pは運動量、mは質量、vは速度であり、
ニュートンの第2法則を適用すると、以下のようになります。
F = m v 2 - m v 1 t 2 - t 1 {F} ={mv_{2}-mv_{2}-mv_{1}} {F} ={mv_{2}-mv_{1}} {F} ={mv_{2}-mv_{2}-mv_{1
意味は、物体にかかる正味の力は、物体の運動量の変化率に等しいということです。
特殊相対性理論でこの式を使うためには、mは速度に応じて変化しなければなりません。これを物体の「相対論的質量」と呼ぶことがあります。(特殊相対性理論を扱う科学者は、代わりに他の方程式を使っています)
インパルス
インパルスとは、新しい力によって引き起こされる運動量の変化のことである:この力は、力の方向によって運動量を増減させる。新しい力(N)が身体(x)の運動量の方向に向かっている場合、xの運動量は増加します。
運動量保存の法則
運動量の保存を理解する上で、運動量の方向が重要である。システムでは、運動量はベクトル加算を用いて加算されます。ベクトル足し算のルールでは、ある量の運動量と、同じ量の運動量が逆方向に進むと、総運動量はゼロになります。
例えば、銃が発射されたとき、小さな塊(弾丸)は一方向に高速で移動します。大きな質量(銃)は、反対方向にずっと遅い速度で移動します。弾丸の運動量と銃の運動量は、大きさは全く同じですが、方向は逆です。弾丸の運動量を銃の運動量(大きさは同じだが方向が逆)に足すためにベクトル加算を使うと、システムの総運動量はゼロになります。銃と弾丸のシステムの運動量は保存されています。
衝突は運動量の保存を示しています。車(1000kg)が8m/sで右に行き、トラック(6000kg)が2m/sで左に行く場合、衝突後は車とトラックは左に移動します。
運動量=質量×速度
自動車の運動量:1000kg×8m/s=8000kgm/s(右行き)
トラックの運動量:6000kg×2m/s=12000kgm/s(左行き)ということは、両者
の運動量の合計は4000kgm/sということになります。左へ
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質問と回答
Q:リニアモーメントとは何ですか?
A:線運動量(並進運動量とも呼ばれる)は、物体の質量と速度の積である。これは、ある物体が動いているときの「力」、つまり、他の物体にどれだけの力を発揮できるかと考えることができる。
Q:線運動量はどのように測定するのですか?
A:線運動量は、kg m/s(キログラムメートル毎秒)またはN s(ニュートン毎秒)の単位で測定されます。
Q:線運動量の大きい物体の例をいくつか挙げてください。
A:線運動量の大きい物体の例としては、弾丸はその速度が非常に速いので、ゆっくり動くが質量が大きいボーリング玉、早く投げるが質量が小さい野球のボールなどがあります。また、非常に小さな速度が大きな衝撃を与える例として、インド亜大陸がアジアの他の地域に向かって押し出され、ヒマラヤ地方で地震が発生するなど深刻な被害が出ています。
質問です。
A: はい、線形の運動量は保存されます。つまり、初期の運動量の合計は最終的な運動量と等しく、一定に保たれなければなりません。
Q:線形運動量はベクトル根か?
A: はい、線形運動量は方向と大きさの両方を持つベクトル量です。
Q:2つの物体がぶつかるとどうなるのでしょうか?
A:2つの部品が衝突すると、その間にモーメントが伝達され、質量に応じて速度が変化します。