運動量とエネルギー（運動エネルギー）は、動く物体の重要な特性であり、ニュートンの運動の法則によって支配されている。物体の質量と速度の積が運動量の半分、質量の半分、速度の2乗が運動エネルギーと呼ばれるので、両者は相互に関連しているのである。つまり、物体の速度を上げると、式に見られるように、その運動量、運動エネルギーが効果的に増加するのである。ただし、ここが重要なのですが、物体の運動量と運動エネルギーは等価ではなく、交換可能なものではありません...。
運動量とエネルギー
運動量とエネルギー（運動エネルギー）は、動く物体の重要な特性であり、ニュートンの運動の法則によって支配されている。物体の質量と速度の積が運動量の半分、質量の半分、速度の2乗が運動エネルギーと呼ばれるので、両者は相互に関連しているのである。つまり、物体の速度を上げると、式に見られるように、その運動量、運動エネルギーが効果的に増加するのである。しかし、ここが重要なのですが、物体の運動量と運動エネルギーは等価ではなく、交換可能なものではありません。
ニュートンの運動の第二法則によれば、動いている物体の運動量は、その質量と速度の積になる。この法則は、運動量の変化率は加えた力に比例し、力の方向に変化することを述べています。
P=m X v=mv
さて、動いている物体の運動エネルギーは、その質量と速度の二乗の積の半分である
K, E=½m X v²=½mv².
移動する物体の運動量とエネルギーは、その速度に依存することは明らかである。速度を2倍にすれば、物体の運動量も2倍になる。しかし、速度を2倍にすると、移動する物体の運動エネルギーは4倍になる。
運動量と運動エネルギーの違いを、実験を通して見てみましょう。
秒速1mで動く1000kgのトラックと、秒速1000mで動く1kgの肉球、どちらかの前に立つとしたら？物理の勉強をしている人なら、トラックの前に立っているだけで満足でしょう。せいぜいトラックに放り投げられるくらいで、猛スピードで動く肉弾戦では死んでしまうかもしれないのですから。どうなるかな。
P（トラック）＝1000X1＝1000kgm/s
K、E（トラック）＝½×10000×1×1＝500ジュール
一方
P（ミートボール）＝1×1000＝1000kgm/s
K、E（ミートボール）＝1/2×1×1000×1000＝500,000ジュール
もちろん、運動エネルギーが大きいので、肉球の前に立つのは危険です。
| はじめに：運動量とエネルギー - 移動する物体の運動量と運動エネルギーは関連していますが、その等価性は同じではありません。-運動量も方向を必要とするベクトル量であるが、運動エネルギーは量だけを必要とするスカラー量である。-移動する物体の速度が2倍になれば、その運動量は2倍になるが、運動エネルギーは4倍になる。 |
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