線形運動量 または 運動量 とも呼ばれる 運動量は 、ニュートン (1642-1727) によって次のように定義された 第 2 法則 の再定式化として定義された用語です。
ニュートンの第 2 法則: 力が大きいほど加速度も大きくなり、物体の質量が大きいほど加速に対する抵抗力が大きくなります。
数学的に:
力は加速度に比例しますが、質量には反比例します。
質量が一定の場合、ニュートンはこの方程式が次のように解釈できることに注目しました。
力 = (質量 x 速度) の時間変化率
この再定式化はまさに第 2 法則であることがわかります。
そして彼は 運動量 q を次のように定義しました。
そこで彼は、物体の 速度 が変化する場合、それは力が加速度を引き起こし、加速度が速度を変えるため、実際には現実であるこの物体に力が作用しているためであることに気づきました。
上式において、q はベクトルであり、ベクトル Δv と同じ方向を持ちます。 SI では、q は kg.m/s で与えられます。
運動量という表現は、体の速度と質量を考慮して「 どれだけの動きがあるか 」を指します。したがって、制御不能になった乳母車 (質量が小さい) と、同様に制御不能になったトラック (質量が大きい) を想像してください。力で止めるのはどちらが簡単でしょうか？両者の速度が同じと考えると、質量が小さいため乳母車のほうが良いでしょう。他にも たくさんあります トラックはベビーカーよりも 動き （量）が 多く、停止するのが難しくなります（質量が大きい）。
乳母車とトラックの質量が大きく異なるため、その移動量が等しい場合、速度も次のようになります。乳母車は質量が小さいため、非常に高速でなければならず、トラックは質量が大きいため、最低速度が制限されます。
式 1 に (q = m. Δv) を代入すると、力が時間の経過に伴う運動量の変化率を測定することがわかります。
式 2 は、 一定 量の動き に対して力を発揮するのにどれくらいの時間がかかるか を示しています。トラックの例では、人間の小さな力でそれを止めることができるかもしれませんが、長い時間がかかります。
参考文献:
ゴニック、ラリー。ハフマン著、イラスト入り物理学入門 – ルイス・カルロス・デ・メネゼス訳、翻案 – HARBRA 発行、1994 年。
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