平面でも運動量保存則のシミュレーションをウェブ上で実行し、運動量が保存されている様子を観測できる無料サイトツールです。
上の埋め込み内でも使えますが、うまく動かない・大きなページで使いたいというときは、元のページへ(新しいタブで開きます)。
運動量保存則とは?
「運動量保存則」は、衝突や相互作用があっても、全体の運動量は変わらないという物理の基本法則です。
💡 運動量とは?
- 物体の「動く勢い」を表す量です。
- 数式では:
運動量 = 質量 × 速度
📌 運動量保存の例
例えば、空気抵抗や摩擦のない状況で、
- 質量5kgの物体Aが右に3m/sで動いていて、
- 質量2kgの物体Bが左に2m/sで動いていたとき、
それぞれの運動量を足した「全体の運動量」は、衝突の前後で変わりません。
これは1次元だけでなく、2次元(X・Y方向)でも成立します。
🖥️ このシミュレーションツールの使い方
このWebアプリでは、2つのボールが2次元空間で衝突し合う様子を視覚的にシミュレートできます。
🔧 入力フォームの項目
以下の情報を設定できます:
項目 | 説明 |
---|---|
Aの質量・初速度X/Y | ボールAの質量と初期速度ベクトル |
Bの質量・初速度X/Y | ボールBの質量と初期速度ベクトル |
例:
- Aの質量:5kg、速度:(3, 1)m/s
- Bの質量:2kg、速度:(−2, −1)m/s
入力が済んだら「シミュレーション開始」ボタンをクリック!
🎞️ 画面の見方
- 中央の黒いエリア:シミュレーションの主画面です。2つのボールが動いて衝突します。
- 白い矢印:ボールの速度ベクトルを表します。
- 下のグラフ:
- 赤いグラフ:AのX方向の運動量
- 青いグラフ:BのX方向の運動量
📊 情報パネル
ボールAとBの:
- 質量
- 速度ベクトル
- 合計の運動量(X方向・Y方向)
がリアルタイムで表示されます。
✅ まとめ:このツールで学べること
このシミュレーターを使うことで、以下のことが視覚的に学べます:
- 🔁 運動量保存則が衝突後も成立すること
- ↔️ X方向・Y方向の運動量が独立して保存されること
- 🎯 弾性衝突(エネルギーも保存される)における物体の動きの変化
また、トーラス(端から出たら反対側に戻る)構造を採用しており、永続的な運動も観察できます。
📌 学習用途にも最適!
物理の授業で使ったり、自分で色んな値を試して法則性を確認したりと、直感的な理解に役立つツールです。