力積と運動量について 原理と本質の理解

力学

こんにちは。Horyです。

前回の記事ではエネルギー保存則について解説しました。

今回の記事では力積と運動量について学ぶと共に、運動方程式から導出される法則の1つである運動量保存則について原理から解説します。

今回も頑張りましょう。

運動量と力積

以下の図に示すような一次元直線上の運動を考えます。時刻は図に示すとおりです。

上の式が運動量・力積関係式です。

  • 左辺・・・終点の運動量から始点の運動量を引いた量
  • 右辺・・・終点から始点までに物体が受けた力積

運動量保存則

運動量保存則について考えます。物体1と物体2が互いに力を作用反作用則で及ぼし合っていることを考え、これ以外に力は働いていないとします。

また、物体1の質量をm[kg]、物体2の質量をM[kg]とします。

物体1と物体2の運動方程式を示します。

以上が運動量保存則です。

つまり、2つの物体間のみ(実際は2つでなくても成立するが・・・)だけで力をやりとりしているのであれば、運動量成分の和は一定になるという法則が運動量保存則です。

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