物理学Ⅰ›力と運動

運動量と力積

Momentum and Impulse

運動量とは?
🚛 運動量の直感
①同じ速度でもトラックは自転車より止めにくい — 質量が大きいから
②同じ質量でも速いほど止めにくい
③運動量 p = mv — 質量と速度を合わせた"運動の量"
衝突と運動量保存
5 kg
6 m/s
💡 運動量保存の法則
①外力がなければ衝突前後の総運動量は同じ
②m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂' (保存!)
③質量が大きいと衝突後の速度変化が小さい
力積と運動量変化
運動量
p = mv
運動量(kg·m/s) = 質量(kg) × 速度(m/s)
力積 = 運動量変化
I = FΔt = Δp = mv' - mv
力 × 時間 = 運動量の変化量
🥊 力積の意味
①同じΔpを作るには:大きな力 × 短時間 = 小さな力 × 長時間
②エアバッグの原理:衝突時間を伸ばして力を小さく!
③野球の捕手がグローブを引く理由:時間↑ → 力↓
運動量保存の公式
運動量保存の法則
m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v₁' + m₂v₂'
外力=0なら衝突前後の総運動量保存
完全非弾性衝突(合体)
v' = m₁v₁ + m₂v₂m₁ + m₂
2物体が合体する場合
総まとめ
運動量
p = mv
力積
I = FΔt = Δp
🎯 試験ポイント
①運動量 p = mv はベクトル — 方向がある!
②力積 I = FΔt = Δp (運動量変化)
③外力=0で総運動量保存(衝突·爆発など)
④エアバッグ/緩衝装置:同じΔpをΔt↑で達成 → F↓
⑤完全非弾性衝突:v' = (m₁v₁+m₂v₂)/(m₁+m₂) で合体