- ベストアンサー
運動量保存の法則の成立のポイント
yokkun831の回答
「観測できるかどうか」を基準とするという表現は誤解をまねくおそれがあるかと思われますが，ひとつの見方として正しい見方をされていると思います。 しかし，系とその内力，外力という考え方は十分シンプルであり，系に含まれる物体同士の間に作用する力が内力，それ以外の力は外力ということで作用反作用則と運動量保存則との関連に直接基づいた記述であると思います。また，細かい点を言えば，力の場という考え方をすれば，場の源の存在を捨象して場から受ける外力，という記述もなされますので，そういった場合は相手の「質量・速度変化」という概念すら現れません。とりわけ重力などはそうした場から受ける外力というイメージが強く，相手である地球の存在は捨象してよいとするのが初等的な理解であると思います。
関連するQ&A
- エネルギー保存の法則と運動量保存の法則
こんにちは。エネルギー保存の法則と運動量保存の法則の使い方の違いがわからなくなってきたので質問します。 以下は問題集中の問題と問いです。 問題： 「 なめらかで水平な床の上に、粗くて水平な上面を持つ質量Ｍの台Ｄが置かれている。台の上に質量ｍの物体Ａを置き、水平右向きに初速ｖoを瞬間的に与えたところ、Aが台上を運動し始めると同時に、台Dは床上をAと同じ向きに運動を始めた。 →ｖo ・・・・・ 物体Ａ・ ｍ・ ・・・・・・・・・・・・ 台Ｄ・ Ｍ ・ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 問： 台Ｄと物体Ａが一体となって運動する速度Ｖoを求めよ。」 解答： 物体Aと台Dを一体と考えると、A,Dに働く水平方向の外力が０である。よって、A,Dの運動量の和が保存される。 よって、ｍ・Vo＋Ｍ・Vo＝ｍ・ｖo よって、Vo＝ｍ・ｖo／（Ｍ＋ｍ） [私の質問] この場合、エネルギー保存法則が成り立つと考えれば、 １／２・ｍ・ｖo^2＝１／２ｍ・Vo^2＋１／2Ｍ・Vo^2 ∴Vo^2＝ｍ・ｖo^2／（Ｍ＋ｍ） ∴Vo＝√（ｍ／ｍ＋Ｍ）・ｖo となり、結果が違ってくると思います。 この場合にエネルギー保存法則ではなく、運動量保存の法則を適用する理由（エネルギー保存法則を適用しない理由）は何でしょうか？ 解説を願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 保存則（エネルギー、運動量、角運動量）はどのように適用すればよいのでしょうか？
大学編入の勉強をしているものです。力学なのですが、保存則（エネルギー、運動量、角運動量）にとてもつまずいています。 とても抽象的で申し訳ないのですが、 みなさんが力学の問題を解く上でのプロセスを教えてください。 （１）まず運動方程式か保存則（エネルギー、運動量、角運動量）を使うかの判断の方法。 （２）保存則を使おうと思うときはエネルギー、運動量、角運動量のそれぞれ成立するかは、どのように調べていけばいいのでしょうか？ 力学的エネルギーの法則は、摩擦力などがなく保存力のみなら成り立つとのことなので考えやすいのですが、 運動量、角運動量の場合は、解答を見ると「保存する」とある際も、どうしても「重力があるなら外力あるじゃん」と思ってしまいます。 （３）重力が作用しているときでも、重力は外力にはならないのでしょうか？ 水平方向、鉛直方向で考えればよいのでしょうか？ 長くなりましたがよろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 運動量保存の法則について
この法則について違和感があります。 この法則ってある系において運動量が保存されるということのようです。 よくつかわれる状況としては２物体が衝突下前後で方程式を立て、さらにはね返り係数で方程式を立てるというものがあります。 今まで何とも思わず問題を解いてきましたが、ふと疑問に思いました。 エネルギー保存の法則なら完全弾性衝突以外だとエネルギーは保存されず、その失われる分を考慮しないといけませんが、運動量保存の法則だとお構いなしですよね？ 極端なことを言えば、衝突後運動量が０になっても方程式は立てられますよね？ ex) mv1+mv2=0 e=0 解法としては、はね返り係数でその衝突の性質を方程式で考慮しているので解ける、という風には理解できますが、運動量保存の法則の方程式だけを感覚的にみれば、エネルギー保存則が頭にあるせいか、どうしてもおかしな方程式に見えてしまう（失われる運動量が表わさないといけないのではないか）のは、やはり間違いですか？ 今一度、わたしのこの疑問に対応して、運動量保存の法則について教えてくれませんか？ よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 運動量保存則（基礎レベル）の質問
力積について勉強しているのですが、質問があります。 ボールが壁に衝突し跳ね返るときの力積についてです。 ))壁に向かって質量mボールがvの速さでぶつかり、vの速さで跳ね返るとき壁から受ける力積は mv+Ft=-mvで、Ftは-2mv 後の運動量が変化するということは外力によるものであること力積が存在するのは理解できたのですが、 ボールは壁から左向き2mvの力積を受け、壁はボールから右向き2mvの力積を受けるという作用反作用の法則が働き、結果外力０→運動量保存とならないのはなぜでしょうか？（経験的に分かりますが、理論的によくわからないのです） ご回答お願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 非弾性衝突で運動量はどうして保存されるのでしょうか？
非弾性衝突で運動量はどうして保存されるのでしょうか？ 物体Ａ（質量m1，速度v1）と物体Ｂ（質量m2，速度v2）が非弾性衝突をする時、（v1とv2は同じ向き、外力無視） 運動量は保存されるのに、運動エネルギーが保存されないのは何故だろうと思って調べてみると、 「運動エネルギーは、衝突による音や熱や変形などで消費されるので、保存則が成立しない」 という説明があり、すごく納得できました。2年前の話です。 そのことを今日思い出し、ふと思ったのですが、逆に、 運動エネルギーが保存されないのに、どうして運動量は保存されるのでしょうか？ 音や熱や変形などによって確実に「何か」が消費されたのですから、 運動エネルギーだけでなく運動量も減る気がするのですが………。 別の訊き方もしてみます。 ＡとＢの重心の速度をVとすると、 V＝(m1v1＋m2v2)/M （M＝m1＋m2） ＡとＢの運動量の和Pは P＝p1＋p2＝m1v1＋m2v2＝MV となり、 ＡとＢの運動量の和は、速度Vで運動する質量Mの仮想物体Ｃの運動量に等しいということになりますが、 ＡとＢの運動量が保存されるということは、Ｃの速度が一定ということですよね。 どうして一定になるのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
- 角運動量，運動量保存の法則，反発係数
角運動量，運動量保存の法則，反発係数について質問があります。 まず角運動量なのですが、質量mの角運動量をもとめるとき 回転軸からの距離をrとし質量mの速度をvとします。 そのとき、普通に考えれば角運動量はmvrとなるとおもうのですが 質量mの速度vの方向にたいして回転軸からmへの線は垂直でなければならないのでしょうか？？ また回転軸から質量mまでなにもつながれてなく、質量mが速度vで動いている場合、角運動量は存在しないでしょうか？？ もうひとつお聞きしたいのですが 運動量保存則を使用するときや、反発係数を求めるとき 衝突後の速度や衝突前の速度を代入して求めますが 前者、後者とも速度vの正方向を決めて正負きめて求めるのでしょうか？？ 意味不明であたりまえのような質問すぎてすみません。 よろしくお願いします。
- 締切済み
- 物理学
- 運動量保存の法則に関する問題
問題 質量Mの質点が速さVaで直線上を運動し，静止していた質量Mの質点と一体となった。一体となった後の速さVx はいくらか。 この解答は運動量保存の法則から MVa＝2MVx よって Vx=Va/2 となると思います。ここで、衝突前後の運動エネルギーの変化をみると 衝突後の運動エネルギーは衝突前の1/2になると思いますが、この消費されたエネルギーはどこに使用されたのでしょうか。何か衝突の際の力学的モデルが省略されたおり、表に出てこないことなのでしょうか。逆に衝突の際のエネルギー消費量を計算してから、衝突の後の速度を求めるという解法もあるかと思います。よろしくお願いいたします。
- ベストアンサー
- 物理学
- 運動量保存の法則の続き
昨日運動量保存の法則の問題について 自分の回答をチェックしてもらいました 問題は 滑らかな水平な台に質量Mの板があり、その上に立っていた質量mの人が板の上を距離Lだけ歩いたとき、板はどれだけ動くか なのですが 運動量保存則を使うときに 人、板の速度をｖ、Vとすると ０＝ｍｖ＋MV の人と ０＝ｍｖ＋（ｍ＋M）V と回答してくれる人がいました この二つの違いはどういうことなのでしょうか？ またどちらでも厳密にはあたっているのでしょうか？
- ベストアンサー
- 物理学
お礼
yokkun831様、 回答下さいましてありがとう御座います。 私のお伝えした内容にはいろいろと語弊があるかと思いましたが、私の考えがどれほどあっているのかどうかを確認したく、批判を承知で投稿させて頂きました。ひとつの見方として正しいとのことで、とても安心しました。重ねまして御礼申し上げます。 実は先ほど新たな疑問でどうしてもお伺いしたいことがあり、質問として投稿させて頂きました。どうにも当たり前と見える悩みなのですが、その当たり前をきちんと物理的に説明したく、どうか再度、勉強させて頂ければ幸いです。 どうぞよろしくお願い申し上げます。