今回は物質が 分裂するときの運動量保存の法則 について解説します。

下の図は、物体がドーンと爆発して2つに分かれた様子を表しています。

まさに 分裂 ですね。はたらいた力は物体を分裂させた内力のみなので、分裂前後で外力ははたらいていません。したがって、この物体系では運動量が保存されます。

この物体について、分裂後の物体をA，Bとし、それぞれの質量をmとM、速度をそれぞれベクトルv、ベクトルVとして分裂前後の運動量の和を考えてみましょう。

はじめ、物体は静止していたので速度は0[m/s]ですね。つまり、 分裂前の運動量は0 となります。衝突後も運動量が保存されるということは、
mベクトルv + MベクトルV = 0
ということがいえますね。

mベクトルv + MベクトルV = 0
という式から、分裂した2物体の速度に注目しましょう。運動量の合計が0になることから、 ベクトルvとベクトルVが逆向き だということがわかります。 静止の状態から2物体に分裂すると、物体は逆向きに進む ということをしっかり頭に入れておいてください。