運動量とは、その物体の「勢い」を表す物理量です。

 

この運動量は

 

 

と表されます。その物体の質量と速度で決まるわけです。

 

遅く飛んでくるボールよりも、速いボールの方が「勢い」がありますし、軽いボールよりも重たいボールの方が「勢い」があります。

 

例えば、時速72.0km(秒速20.0m)で飛んでくる質量0.5kgのボールが持つ運動量は

 

20.0(m/s)×0.5(kg)=10.0kgm/s

 

となります。

 

力積とは、どれだけの力がどれだけの時間作用したかを表すものです。

 

 

先に説明した運動量の変化量は、その物体に作用した力積と一致します。

 

 

つまり「勢い(運動量)」を大きくするためには、この力積を大きくする必要があります。

 

重たいボールを高速で投げるためには、大きな力で押し出さないといけませんよね？

 

このように、物体に「勢い」をつけるためには、大きな力を長い時間作用させて、物体の運動量を増やさなければなりません。

 

例えば、時速72.0km(秒速20.0m)で飛んでくる質量0.5kgのボールを、宇宙人がバリアーを使って0.1秒で跳ね返し、時速144.0km(秒速40.0m)で返ってきたとします。

 

この時の宇宙人のバリアーが発揮した力を求めてみましょう。

 

「mv2-mv1=Ｆ×t」なので

 

後の運動量(0.5×40.0)-元の運動量(0.5×20.0)=F×0.1

 

つまり

 

20.0(kgm/s)-10.0(kgm)=10.0(kgm/s)=F×0.1

 

100.0=F

 

 

ということで、この時の宇宙人のバリアーは100Nの力を発揮したことになります。

 

 

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