【物理入試対策】#17 運動量保存則の成立条件【偏差値45から70へ】

【本動画概要】
運動量保存の法則が成立するかどうかを自分で見極められることが求められます。まずは、その基本の考え方。
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/ butsuri7

[@haru7854]

わかりやすい動画ありがとうございました。

[@jloc6tmk]

ありがとうございます

[@dnkfkg]

重ねられてる物体2つがあったとして、物体1つずつに着目して考える時と、物体2つを1つの物体として考える時はそれぞれどのような場合になるのでしょうか？

[@butsuriyanao]

んー。一概にこれっていう場合はうまく言えません。
多くは、物体１つに着目する場合は運動方程式。２つの物体に着目する場合は運動量保存。エネルギー保存則はケースバイケースという感じでしょうか。
ただ、状況や出題によりけりです。

[@user-cx4mn4jp4f]

電磁気の問題ですが、無限に長い平行に置いた金属レールの上にそれらと垂直になるように平行に金属棒を重ねるように置いて回路を作り、一つの棒に初速度を与えるとどちらも終速度vになり、それを求めよ。という問題なのですが、回答は運動量保存則で解いています。これも一つの系に外力が働いていないという解釈でいいのですか？棒自体は触れていないので運動量という概念が出てくるのに少し違和感を感じたので質問させてください。

[@butsuriyanao]

ここの動画で解説されています。ua-cam.com/video/jpLg10ydtik/v-deo.html
外力の和が０Nとなっているので、おっしゃっている解釈で問題ありません。
棒には磁場による力が外力として作用します。

[@sakippodake4833]

反発係数e(0

[@butsuriyanao]

はい、その通りです。
物体どうしが内力を及ぼし合って、外力が働かないからです。
このことで運動量が保存されます。この証明は、A,Bそれぞれ運動量と力積の関係の式を作り、和をとることで保存されることがわかります。ちなみに0≦e

[@sakippodake4833]

@@butsuriyanao 分かりました！ありがとうございます！

[@user-xw3fe4to3n]

外力の力積0かなるほどねぇ

[@user-ti3lg1uz2y]

物体と物体の間で摩擦が働く時も、内力だから運動量が保存すると習いましたが、なぜ保存するのですか？摩擦があるとエネルギーが熱や音になるから運動量が保存されないと感じたのですが。

[@butsuriyanao]

運動量はエネルギーとは異なる物理量で、非弾性衝突や物体間で摩擦がある場合などでも保存されます。おっしゃる通り内力のみが作用するからです。
熱や音となり保存されない物理量はエネルギーとなります。

[@nanochan003]

非弾性衝突の場合も、外力が働かなければ運動量保存則は成立すると思うのですが、衝突のさいの熱や衝撃音は外力ではないんでしょうか？

[@butsuriyanao]

熱や衝突音はエネルギー損失分となります。エネルギーですので外力ではありません。異なる概念になります。ですので仮に衝突音があっても運動量は保存されます。
答えになっているでしょうか…

[@nanochan003]

@@butsuriyanao 回答ありがとうございます。エネルギーと異なる概念であるというのは分かるのですが、以下のどの部分が間違っていますか？
「衝突音は周辺の空気を振動させる事で生じる。空気は系の外にあるので、衝突音は外力である」
衝突音は外力だが、力積が０だから運動量が保存されるという事でしょうか？

[@butsuriyanao]

@@nanochan003 なるほど。そうですね、空気による作用を考慮すると外力となりますが、力積は実質ほぼ0ですので運動量が保存になります。