충격량과 운동량의 관계

다른 모든 조건이 똑같을 때, 대포알의 속도는 포신이 긴 대포로 쏠 때 더 빨리진다. 이 증가된 속도의 원인은 근본적으로 다음 어느 것이 증가한 결과와 관계가 있을까?
    

 

    (a)  대포알의 힘
    (b)  대포알에 힘이 작용한 시간
    (c)  대포알에 힘이 작용한 거리
    (d)  위의 셋 모두
    (e)  b 와 c

 

 

 

 

 

 

 

정답 : e

 

 

대포알에 작용하는 힘은 포신의 길이와 아무 관계가 없지만 화약과는 상관이 있다. 실제로 포신이 긴 대포는 힘이 더 긴 거리에 걸쳐 작용하므로 화약은 대포알에 더 많은 일을 하게 된다. 이 일은 대포알에 더 많은 운동에너지로 전환되어 속도도 증가하게 된다. 

조금만 더 생각하면 긴 포신 때문에 또한 대포알에 힘이 더 오래 작용하게 된다는 것을 알 수 있다. 이 시간이 늘어나면 결국 순간력이 증가해서 대포알의 운동량으로 바뀌게 된다.

 

그러므로 포신이 길어지면 대포알의 운동에너지와 운동량이 증가하게 된다.