運動量の計算
運動量は p = m · v で計算します。質量2 kgの物体が3 m/sで動くとき、運動量は6 kg·m/s、運動エネルギーは9 Jです。運動量から速度を求めたり、2物体の衝突を計算したりもできます。
計算例:計算の種類: 質量と速度から運動量 · 質量 m 2 kg · 速度 v 3 m/s → 結果:運動量 p = 6 kg·m/s。出典:Wikipedia – Impuls。更新日:
計算方法
運動量 p は、質量と速度の積です:p = m · v。向きをもつ量で、単位は kg·m/s です。外力がはたらかない系では運動量の合計が保存され、これが衝突の計算の土台になります。
公式
- 運動量:p = m · v、速度:v = p ÷ m
- 運動エネルギー:E = ½ · m · v²
- 弾性衝突:v1′ = ((m1 − m2) · v1 + 2 · m2 · v2) ÷ (m1 + m2)、v2′ = ((m2 − m1) · v2 + 2 · m1 · v1) ÷ (m1 + m2)
- 完全非弾性衝突:v′ = (m1 · v1 + m2 · v2) ÷ (m1 + m2)(2物体とも)
- 力積:F · Δt = Δp
使い方
計算の種類を選び、SI単位で数値を入力します。例:m = 2 kg、v = 3 m/s なら p = 6 kg·m/s、E = 9 J です。静止している1 kgの物体への弾性衝突では、衝突後の速度は1 m/sと4 m/sになり、運動量の合計は6 kg·m/sのままです。選んだ向きと逆の速度は負の数で入力します。
よくある質問
運動量はどう求めますか?
p = m · v(質量×速度)です。2 kgの物体が3 m/sで動くとき、運動量は6 kg·m/sです。
運動量の単位は何ですか?
キログラムメートル毎秒(kg·m/s)です。1 N = 1 kg·m/s² なので、ニュートン秒(N·s)と同じ単位です。
運動量保存の法則とは何ですか?
外力がはたらかない系では、運動量の合計は変わりません。どんな衝突でも、衝突前の合計と衝突後の合計は等しくなります。
弾性衝突と非弾性衝突の違いは?
弾性衝突では運動エネルギーも保存されます。完全非弾性衝突では2物体が一体になって動き、エネルギーの一部が熱や変形になります。
運動量と力の関係は?
力は運動量の時間変化で、F = Δp ÷ Δt です。力積 F · Δt はその分だけ運動量を変えます。
出典・根拠
- Wikipedia – Impuls
- Wikipedia – Stoß (Physik)
- Wikipedia – Momentum
- Wikipedia – Elastic collision
- BIPM – SI-Broschüre (Einheiten kg, m, s, N)
更新日: · 編集方針
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