運動量の定義

力学運動量ベクトル物理基礎
運動量について教えてください
09:05
リュウツー先生
リュウツー先生
運動量について教えてほしいということなんだけど、具体的にはどのあたりを知りたいかな?
たとえば、
・運動量の定義や式
・運動量保存則の成り立ち
・衝突の解析への応用
など、気になっているポイントを教えてくれる?
09:06
運動量の定義について
09:06
リュウツー先生
リュウツー先生
運動量の定義について、まずは理解度を確認するよ!次の選択式クイズに答えて教えてね。

第1問:質量 mm、速度 v\mathbf{v} の物体の運動量 p\mathbf{p} はどれ?
A: p=mv\mathbf{p} = m\mathbf{v}
B: p=m+v\mathbf{p} = m + \mathbf{v}
C: p=12mv2\mathbf{p} = \tfrac12 m v^2
D: p=mv2\mathbf{p} = m\,v^2

第2問:運動量 p\mathbf{p} はベクトル量?スカラー量?
A: ベクトル量
B: スカラー量

「1-A, 2-B」のように答えてね!
09:06
1-A, 2-A
09:06
リュウツー先生
リュウツー先生
いいね!!
運動量というのは、物体の「運動の勢い」を表す物理量で、質量 mm と速度ベクトル v\mathbf{v} の積で定義されるわけです。式で書くと
p=mv \mathbf{p} = m\,\mathbf{v}
ここでポイントなのは「ベクトル量」だってこと。つまり大きさだけでなく、向きも持っているという話なわけです。

・ 単位は kgm/s\mathrm{kg\cdot m/s}
・ 速度と同じ向き
・ ニュートンの運動法則では「外力が運動量を変化させる量」になる

たとえば、一定時間に力 F\mathbf{F} が加わるとき、運動量の変化 Δp\Delta \mathbf{p}
F=dpdtΔp=Fdt \mathbf{F} = \frac{\mathrm{d}\mathbf{p}}{\mathrm{d}t} \quad\Longrightarrow\quad \Delta \mathbf{p} = \int \mathbf{F}\,\mathrm{d}t
というふうに表せるんだよね。

わかった?
09:07
わかった!
09:09
リュウツー先生
リュウツー先生
やったぜ!
運動量の定義、バッチリだったね。他に運動量保存則の話とか、衝突の解析への応用とか聞きたいことある?何でも言ってくれ!
09:09
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マイセオくん