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運動量保存則webシミュレーション-平面での運動量がわかる!パラメータ変更も可能!

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)。

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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。

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