物理学について

質問

こんにちわ。物理学（力積）の説明でどうも納得できない点があります。
具体的には、次のような説明です。

「物体aが左からやってきて静止している物体bに衝突する。なお衝突直前の物体aの進行方向を正とする。このような２物体の衝突を考えた時、物体aの運動量と力積の間には次の関係がある。」
mVa+F⊿t=mVa'（m：質量、Va：衝突直前の物体aの速度、Va'：衝突直後の物体aの速度）

ここで質問なのですが、物体aが物体bに衝突するときに物体aに作用する力は作用・反作用の法則から左向きだと思います。ということは、力積は負なのでF⊿tは-F⊿tだと思うのですが違うのでしょうか？どなたかご存知の方がいらっしゃいましたご回答よろしくお願いいたします。

回答No.2

rukuku · ベストアンサー

こんにちは

右向きを正としますと、ご質問にあるように、この場合のFは左向きですので負になります。

ここで式を
mVa+F⊿t=mVa' (1)
mVa-F⊿t=mVa' (2)
と置くかは、式を作る人の「好み」で決めても良いと思っています。

状況によらず一般的な式を使うならば、(1)になります。
この状況ではFは負になるだろうから、マイナスにしておこうと思うと(2)になります。
mVa+(+F)⊿t=mVa' (1')
mVa+(-F)⊿t=mVa' (2')
という発想の違いです。

実際の値を入れて計算しますと、(1)ではFが負になり、(2)ではFが正になります。これらのFを元の式に戻せば(1)と(2)は全く同じ式になります。

私は(1)を使います。
力の大きさだけを知りたいときには(2)でも良いのですが、(1)のようにしておけば、力の大きさでだけでなく向きも符号で分かります。一方、(2)の式ですと、向きを考えるときに「-Fと置いたのだから…」と考えることが増えてしまうからです。
直線上の単純な運動ならば良いのですが、直線上の運動でも壁に跳ね返って行ったり来たりしたりする場合や、平面上や３次元になるなど運動が複雑になってくると、(1)の考え方の方が便利です。

回答No.3

BookerL

＞力積は負なのでF⊿tは-F⊿tだと思うのですが違うのでしょうか？

　力積は負です。従って ＦΔｔ が負になります。Δｔ は時間なので常に正ですから、Ｆが負の値を取ります。

　しかし、Ｆ が負だからといって、－Ｆ と表記しなくてはならないことはありません。例えば、物体ａが受ける力の大きさが ５Ｎ だったとしたら、Ｆ＝－５ となるだけのことです。

回答No.1

yoichiro11

力積とはすなわち運動量の変化を表しています。

したがって、力積は下記で表されます。
mVa' - mVa = F⊿t
よって
mVa + F⊿t = mVa'