運動量と力積　■わかりやすい高校物理の部屋■

運動量

物体の運動は、物体の速度が大きいほど、また、物体の質量が大きいほど、激しいといえます。よって、物体の運動の激しさを表すとき、速度と質量を掛け合わせた量を用いるのが妥当です。この量を運動量といいます。

物をぶつけて何かを壊そうとするとき、速度が大きいほど、質量が大きいほど、つまり運動量が大きいほど壊しやすいです。
運動している物体を静止させようとするとき、速度が大きいほど、質量が大きいほど、つまり運動量が大きいほど静止させにくいです。

物体の運動量を \(\vec{p}\) ＊なぜ量記号に p を用いるのかはっきりした起源は不明ですがラテン語の impetus あるいは petere から来ているという説があります。pet- には求める、向かうという意味があるようです。
　閉じる、質量を m [kg] 、速度を \(\vec{v}\) [m/s] 、速度の向きが運動量の向きであると定義すると以下のように表せます。

運動量

　\(\vec{p}\) = m\(\vec{v}\)

運動量の単位は [kg⋅m/s] です。

この運動量という量は運動エネルギー \(\large{\frac{1}{2}}\)mv² に似ています。違いは、速度に比例か速度の2乗に比例かということと、向きが定義されているかどうか（ベクトルかスカラーか）ということです。（『同質量、同速度で向かい合い、e = 0』参照。）

力積

運動の勢い（運動量）を変化させるには物体に力を加えればいいわけですが、このとき、加える力が大きいほど運動量は大きく変化します。またこのとき、力を加えている時間が長ければ長いほど運動量は大きく変化します。よって、運動量を変化させる効果のある量を考えるとき、力と時間を掛け合わせた量を用いるのが妥当です。この量を力積（りきせき）といいます。

物体に、10N の力を 2.0秒間加えて加速させたときと、5.0N の力を 4.0秒間加えて加速させたときの運動量の変化量は一緒です。

力積を \(\vec{I}\) ＊impulse（衝動）の I 。
高校物理ではこの量記号はあまり使わないようです。力積といったら FΔt 、と覚えてしまってください。
　閉じる、加えた力を \(\vec{F}\) [N] 、加え続けた時間を Δt [s] 、加えた力の向きが力積の向きであると定義すると以下のように表せます。

力積

　\(\vec{I}\) = \(\vec{F}\)Δt

力積の単位は [N⋅s] です。この単位は上の運動量の単位 [kg⋅m/s] と同等です。運動方程式 ma = F よりその単位は [kg⋅m/s²] = [N] 。よって [N⋅s] = [kg⋅m/s²⋅s] = [kg⋅m/s] です。