MCPで接続 →

計算を入力してください

公式

広告

結果

Momentum p
1
kg·m/s
関係式 p = m · v
出力単位 kg·m/s

運動量計算機とは?

運動量(直線運動量)は、物体の質量と速度の積で定義されるベクトル量で、\(p = m \cdot v\) と表されます。物体が「どれだけの勢いで運動しているか」を表す指標であり、衝突や爆発の前後で保存されることで知られています。この計算機は、運動量 \(p\)・質量 \(m\)・速度 \(v\) のうち2つがわかっていれば、残りの1つを自動で求めます。SI単位系・CGS単位系・ヤード・ポンド法(米国慣用単位)の間で、自由に単位を変換できるのも特長です。

使い方

まず「求める量」のメニューから、計算したい値を選びます。すると、既知の2つの量が入力欄として表示され、残りの1つが計算されます。各欄にはそれぞれ単位のプルダウンが付いているので、たとえば質量をグラム、速度を時速キロメートルといったように、異なる単位を組み合わせて入力できます。値は通常の数値だけでなく、指数表記(例:3.45e22)でも入力可能です。必要に応じて、表示結果の有効数字の桁数を指定できます。「auto(自動)」を選ぶと、最大限の精度で表示されます。

計算式の解説

基本となる関係式は $$p = m \cdot v$$ です。これを変形すると、質量は $$m = \frac{p}{v}$$ 速度は $$v = \frac{p}{m}$$ となります。内部の処理では、すべての入力値をいったんSI基本単位(キログラム、メートル毎秒、キログラム・メートル毎秒)に換算したうえで選択した式を適用し、得られたSI単位の結果を、出力用に選んだ単位へ再変換しています。なお、質量モードと速度モードでは割り算を行うため、計算機は0による除算を検知し、無限大を返す代わりにエラーを表示します。

広告
運動する質量を示す矢印。運動量ベクトルは質量×速度に等しい
運動量 \(p\) は物体の質量 \(m\) と速度 \(v\) の積で、運動の向きを向きます。

計算例

質量5 kgの物体が10 m/sで動いているとします。運動量モードでは、 $$p = 5 \times 10 = 50 \ \text{kg}\cdot\text{m/s}$$ となります。次に質量モードに切り替え、\(p = 50 \ \text{N}\cdot\text{s}\)、\(v = 36 \ \text{km/h}\) とします。速度を換算すると \(36 \ \text{km/h} = 10 \ \text{m/s}\) なので、 $$m = \frac{50}{10} = 5 \ \text{kg}$$ これを出力単位にポンドを選ぶと、約11.0231 lb に相当します。

運動量・質量・速度を関連づけ、公式を変形するための三角形の図
簡単な三角形を使えば \(p = m \cdot v\) を変形して任意の変数を求められます。

よくある質問

運動量はマイナスになりますか? なります。運動量はベクトル量なので、速度が負(逆向き)の場合は運動量も負になります。

なぜ質量は正の値でなければならないのですか? 質量は物理的なスカラー量であり、負の値をとることはできません。向き(負になりうるもの)はあくまで速度が担います。

N·s と kg·m/s は同じものですか? はい、同じです。1ニュートン秒は1キログラム・メートル毎秒に等しく、どちらもSI単位での換算係数は1です。

最終更新: