物体系に外力がはたらかない とき、運動の前後で運動量が変わらないことを 運動量保存の法則 といいました。前回の授業では、一直線上(一次元)の運動について考えましたが、今回は二次元の場合の運動量保存の法則について解説します。

2物体の衝突を下図で考えます。

物体Aがベクトルv、物体BがベクトルVで進み、衝突後、物体A，Bはそれぞれ異なる方向に進み、ベクトルv'、ベクトルV'の速度に変化しました。衝突の瞬間では、物体Aは物体Bを押しています。このときの力をベクトルFとすると、作用・反作用の法則からBからAにも−ベクトルFの力がはたらきますね。

このとき、物体A，Bの物体系に注目すると、内力だけがはたらき、外力ははたらいていません。 外力がはたらいていない 場合、二次元の運動でも 運動量の合計が保存 されます。一次元における運動量保存の法則mv+MV=mv'+MV'で、速度をベクトルで表すと、二次元の運動量保存の法則となります。

このように、二次元の場合でも外力がなければ運動量は保存されることをしっかりとおさえておいてください。