運動量保存の法則

運動量のバトンリレー(No.72)

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運動量のバトンリレー 運動量のバトンリレー

実験監修:名古屋市科学館学芸員 佐伯平二 
※監修者の役職は掲載当時のものです。
企画制作: 日本ガイシ株式会社

実験の説明

どうしてなのかな?

ビー玉を指ではじいてほかのビー玉に当てる遊びをしたことがありますか? はじいたビー玉が止まっているビー玉に正面衝突すると、はじいたビー玉の方はすぐ止まりますが、止まっていたビー玉の方は勢いよく飛び出します。どうしてそのような動きになるのでしょう?

そうかなるほど!

右のページの「衝突球」をつくって実験すると、左端のビー玉がまん中のビー玉に衝突した瞬間、右端のビー玉が勢いよく飛び出します。これは左端のビー玉が持っていたエネルギーが衝突の瞬間にまん中のビー玉へ、さらに右端のビー玉へ受け渡されるためです。右どなりがいない右端のビー玉はエネルギーを受け渡すことができず、右方向へ飛び出します。このとき受け渡されるエネルギーを「運動量」といい、その大きさは質量×速度で表されます。右図のように速度vで運動する球(A)が止まっている球(B)に正面衝突したとします。衝突前の(A)の運動量はm×vですが、衝突して止まると速度がゼロになるため、運動量もゼロになります。一方、(B)は衝突によって速度vで運動し始めるので、今度は(B)がm×vの運動量を持つことになります。つまり(A)の運動量がそのまま(B)に伝えられたことになり、衝突の前と後では2つの球の運動量の合計は変わらないことになります。これを運動量保存の法則といいます。

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