외력이 없으면 계의 운동량은 변하지 않는다.
|
발사 전 운동량 합 = 발사 후 운동량의 합
|
따라서 포탄의 질량, 포탄의 속력이 클수록 대포가 밀려나는 속력이 커지게 된다.
운동량은 물체의 운동 규모와 관련된 물리량으로서, 질량이 m이고, 속도가 v인 물체의 운동량은 p=mv로 정의하고, 단위로는 kgm/s를 사용한다. 만일 물체가 운동하는 동안에 질량이 변하지 않는다면 뉴턴 운동 법칙은 힘 F가 일정한 경우
로 나타낼 수 있다.
즉, 물체에 작용한 힘은 그 물체의 운동량의 시간에 따른 변화율이다. 따라서 물체에 알짜힘이 작용하지 않는다면 그 물체의 운동량은 항상 같다. 이를 운동량 보존 법칙이라고 한다.
(가)와 같이 대포가 포탄을 발사하기 전에는 정지하고 있으므로 운동량이 0이다. 그림 (나)와 같이 포탄을 발사하면 포신이 뒤로 약간 물러나게 되어 포탄과 반대 방향의 운동량을 갖게 된다.
따라서 포탄의 운동량과 포신의 두 운동량을 합하면 발사 이전과 같이 0이 된다. 즉 운동량이 보존된다.
* 관련 동영상
