一歩上の運動量
ここでは、運動量と力積の関係について説明しています。
「運動量」で
衝突では運動量保存則が成り立つ。
といいましたが、残念ながら中には
それだけを知っていても解けない問題があります。
そこでそのような問題に太刀打ちするために
ここでは運動量保存則の仕組みについてさらに理解しましょう。
一歩踏み込んで運動量を理解するには
運動量の変化 ＝ 力積
であらわせる事をぜひ覚えておきましょう。
この式が意味するのは、文字通り
「運動量の変化は力積に等しい。」
というです。
力積とは力と時間の積の事です。
運動量が「質量と速度の積」で定義されているように
力積は「力と時間を掛けたもの」で定義されています。
上図を例に具体的に理解していきましょう。
上の図は二つの物体が衝突する様子を
衝突前、衝突中、衝突後の順にあらわしています。
図の様に
水平方向右側を正にとり、二つの物体の質量を ｍ、Ｍとします。
衝突前の速さをそれぞれ ｖ、Ｖとして
衝突の際に、物体に加わる力積の大きさをＰ、
衝突後の速さを
v' 、V' とします。
力積が運動量の変化でしたから
質量ｍの物体に関して、この関係を適応してあげると
（力積）＝ （衝突前の運動量）− （衝突後の運動量）
- P = (mv) - ( - mv' )
同様に質量Ｍの物体に関して
P = ( - MV) - (MV' )
これら二式より Pを消してあげると
- {( - MV) - (M
となり整理すると
(mv) + (-MV) = (- m
（衝突前の運動量の総和）＝（衝突後の運動量の総和）
が成り立っているのがわかります。
これは運動量保存則が成り立っていることを意味しています。
実は運動量保存則はこのようにして導き出す事ができるのです。
ここまで理解して運動量保存則をおさえておけば
運動量に関して言うことはありません。