運動量保存則、古典力学、相対論、および量子力学



の 移動量または線形モーメント, 運動量とも呼ばれ、ベクトル型分類では物理量として定義されます。これは、物体が力学理論で作る動きを表します。運動量や運動量で定義される力学にはいくつかの種類があります.

古典力学はそのような種類の力学の一つであり、体の質量の積として、そしてある瞬間における運動の速度として定義することができます。相対論的力学と量子力学も線形モーメントの一部です.

動きの量についていくつかの定式化があります。たとえば、ニュートン力学は速度と質量の積として定義しますが、ラグランジュ力学では無限次元のベクトル空間で定義された自己随伴演算子を使用する必要があります。.

移動量は保存則によって管理されています。これは、閉じたシステムの移動量の合計は変更できず、常に一定のままであることを示しています。.

索引

  • 1移動量の保存に関する法律
  • 2古典力学
    • 2.1ニュートン力学
    • 2.2ラングラジアンおよびハミルトニアン力学
    • 2.3連続媒体の力学
  • 3相対論的力学
  • 4量子力学
  • 5運動量と運動量の関係
  • 6移動量エクササイズ
    • 6.1解決策
  • 7参考文献

移動量保存の法律

一般論として、運動量の保存則または運動量は、物体が静止しているとき、慣性を質量と関連付ける方が簡単であることを表しています。.

質量のおかげで、静止している物体を取り除くことができる大きさが得られます。物体が既に動いている場合は、速度の方向を変えるときに質量が決定要因になります。.

これは、直線運動の量に応じて、物体の慣性は質量と速度の両方に依存することを意味します。.

運動量方程式は、運動量が質量と物体の速度の積に対応することを表します。.

p = mv

この式で、pは運動量、mは質量、vは速度です。.

古典力学

古典力学は、光の速度よりはるかに遅い速度での巨視的物体の振る舞いの法則を研究します。この移動量の仕組みは3つのタイプに分けられます。

ニュートン力学

アイザックニュートンにちなんで名付けられたニュートン力学は、三次元空間内の粒子と固体の動きを研究する式です。この理論は、静的力学、運動学的力学および動的力学に細分されます。.

静力学は力学的平衡に用いられる力を扱い、運動学はその結果を考慮せずに運動を研究し、力学は運動とその結果の両方を研究する.

ニュートン力学は、とりわけ光速よりもはるかに遅い速度でそして巨視的なスケールで起こる現象を記述するために使用されます。.

LangragianおよびHamiltonian力学

ラングマニアン力学とハミルトニアン力学はよく似ています。 Langragian力学は非常に一般的です。そのため、それらの方程式は座標に現れるいくつかの変化に関して不変です。.

この力学は、運動方程式として知られるある量の微分方程式のシステムを提供し、それによってシステムがどのように進化するかを推論することができます。.

一方、ハミルトニアン力学は、一次微分方程式を通して任意の系の瞬間的な進化を表します。このプロセスにより、方程式をより簡単に統合することができます。.

連続メディア力学

連続媒体の力学は、あらゆる材料の挙動を記述できる数学的モデルを提供するために使用されます。.

連続媒体は、流体の移動量を調べたいときに使用されます。この場合、各パーティクルの移動量が加算されます。.

相対論的力学

運動量の相対論的力学 - これもニュートンの法則に従って、 - 時間と空間はいかなる物理的対象の外側にも存在するので、ガリレオ的不変性が起こると述べている。.

彼の側では、アインシュタインは方程式の仮定は基準系に依存しないと主張しているが、光速は不変であると認めている。.

勢いでは、相対論的力学は古典力学と同様に機能します。これは、この質量が、非常に高速で動く大質量を参照するときに大きくなることを意味します。.

結局、それは大きなオブジェクトが光速に達することができないことを示します、なぜなら結局そのインパルスは無限大であり、それは不合理な値になるでしょう.

量子力学

量子力学は波動関数における調音演算子として定義され、Heinsenbergの不確定性原理に従う。.

この原則は、モーメントの精度と観測可能なシステムの位置に対する制限を設定します。両方とも同時に発見できます。.

量子力学は、さまざまな問題に取り組むときに相対論的要素を使用します。この過程は相対論的量子力学として知られています.

運動量と運動量の関係

前述のように、移動量は速度と物体の質量の積です。同じ分野で、衝動として知られている現象があり、それは動きの量としばしば混同されます.

インパルスは、力が加えられている間の力と時間の積であり、ベクトルの大きさとして特徴付けられます。.  

インパルスと動きの量の間に存在する主な関係は、体に適用されるインパルスが運動量の変化に等しいということです。.

次に、インパルスは時間に対する力の積であるため、与えられた時間内に加えられた一定の力は（物体の質量を考慮に入れずに）移動量の変化を引き起こします。.

移動量エクササイズ

質量が0.15 kgの野球ボールは、方向を逆にするバットにぶつかると40 m / sの速さで動き、60 m / sの速さを得ます。ボールがこの5ミリ秒に接触していた場合?.

解決策

データ

m = 0.15 kg

vi = 40 m / s

vf = - 60 m / s（方向が変わるので符号は負です）

t = 5 ms = 0.005 s

Δp= I

pf - pi = I

m.vf - m.vi = F.t

F = m。（Vf - vi）/ t

F = 0.15 kg（ - 60 m / s - 40 m / s）/ 0.005 s

F = 0.15 kg（ - 100 m / s）/ 0.005 s

F = - 3000 N

参考文献

  1. 物理学：演習：動きの量。 2018年5月8日、LaFísicaより入手：現象の科学：lafisicacienciadelosfenomenos.blogspot.com
  2. 衝動と勢い。 2018年5月8日、The Physics Hypertextbook：physics.infoより取得
  3. 運動量とインパルスの関係2018年5月8日、The Physics Classroomから取得しました。physicsclassroom.com
  4. 勢い2018年5月8日、ブリタニカ百科事典より入手：britannica.com
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