運動量の保存法則の例:
テーブルの上の2つのビリヤードボール間の衝突を想像してみてください 。
シナリオ:
*ボールA(質量=0.1 kg)は、静止したボールB(質量=0.15 kg)に向かって移動します。
*ボールAの衝突の前に2 m/sの速度があります。
運動量の保存法則の適用:
衝突前の *
*ボールの運動量a =質量x速度=0.1 kg x 2 m/s =0.2 kg m/s
*ボールb =質量x速度=0.15 kg x 0 m/s =0 kg m/s
*システムの総運動量=0.2 kg m/s + 0 kg m/s =0.2 kg m/s
衝突後:
*衝突により、ボールAが減速し、ボールBが動きます。
*ボールAの最終速度が0.5 m/sで、ボールBの最終速度が1 m/sであるとしましょう。
*ボールの運動量a =0.1 kg x 0.5 m/s =0.05 kg m/s
*ボールb =0.15 kg x 1 m/s =0.15 kg m/sの運動量
*システムの総運動量=0.05 kg m/s + 0.15 kg m/s =0.2 kg m/s
結論:
ご覧のとおり、システムの総勢いは一定のままです 衝突の前後(0.2 kg m/s)。これは、孤立したシステムの全勢いが一定のままであると述べている勢いの保存法則を示しています。
重要な注意: この例は、完全に弾力性のある衝突を想定しています。つまり、衝突中にエネルギーが失われないことを意味します。実際には、摩擦や熱などの要因により、ある程度のエネルギーが失われ、衝突の弾力性がわずかに少なくなります。ただし、総エネルギーが完全に保存されていなくても、運動量の保存の原則は依然として当てはまります。