運動量計算機

線運動量は古典力学の中心概念。物体が運ぶ運動量を表し、衝突・ロケット・時間的な力を予測します。日常の直感から工学の保存則まで。

線運動量とは？

線運動量pは質量×速度。速度に向きがあるためpはベクトル；同じ速さでも逆向きなら運動量は逆。

重いトラックがゆっくりでも、速い自転車と同じ運動量になり得ます。安全設計では大質量や高速物体を止める大きな運動量変化が重要です。

物理学における運動量の種類

入門力学では主に直線または平面内の線運動量を扱います。関連概念：

• 線運動量：直線運動または2D/3D成分で p = mv。
• 角運動量：回転する車輪や軌道衛星など、回転系を表します。
• 系の運動量：一つの系として扱う物体群の運動量のベクトル和。

運動量に関する基本原則

運動量を決める要因

• 質量:速度が同じなら質量2倍で運動量2倍。
• 速度:質量が同じなら速度2倍で運動量2倍。
• 方向：複数物体の運動量を足すとき符号と角度が重要。
• 座標系：測定される運動量は観測者の座標系に依存するが、慣性系では保存が成り立つ。

リアルタイムアプリケーション

一般的な誤解

線運動量と運動エネルギーは質量と速度から直接計算。SI（kg、m/s）でkg·m/sとジュールを一致させる。

一定の合力ならΔp=FΔt。1次元2物体：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′。

上の計算機を使うか、次の手順を手動で行ってください：

1. 1
   グラムやトンから始めた場合は質量をキログラムに換算。
2. 2
   速度は m/s で。km/h は 3.6 で割って換算。
3. 3
   正の方向を決め、逆方向は負の速度。
4. 4
   質量×速度で運動量 p（kg·m/s）を求めます。
5. 5
   任意で同じ質量と速さの大きさでKE=½mv²。

運動量と運動エネルギーはどちらも動く物体を述べるが問いが異なる。運動量は保存；KEは現在の速さまでの仕事で非弾性では保存されない場合も。

衝突と保存

• 完全弾性衝突：運動量と運動エネルギー両方保存（理想ビリヤード）。
• 非弾性衝突：運動量保存；運動エネルギーの一部は内部エネルギー・音・変形に。
• 完全非弾性：物体が合体；その初期運動量で運動エネルギー損失最大。